[发明专利]一种基于灰度矩阵和加权平均的无线传播模型的实现方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络规划领域，特别涉及一种基于灰度矩阵和加权平均的无线传播模型实现方法及系统。

背景技术

无线传播模型的产生来源于蜂窝网无线网络规划时预测信干比的需要。无线传播模型最直接的作用就是用来预测路径损耗进而估计接收信号电平，所以无线传播模型的准确与否直接影响小区覆盖半径选取的合理性。对于CDMA系统，无线传播模型准确与否更是直接与蜂窝系统的通信容量有关。

目前无线传播模型的获取方法主要有3种。第一种方法是直接使用Hata、COST-231等传统的标准无线传播模型，但是3G网络规划对路径损耗的预测精度有更高的要求，而上述的传播模型已无法满足当前的需求；第二种方法是通过架设发射机采用连续波测量法收集距离和接收功率等数据，再结合电子地图和站址信息对目标区域进行校正得到该区域无线传播模型；第三种方法是在已有一定数量的传播模型的前提下，通过对目标区域的地物类型进行分析，建立模型库，从已有的传播模型中选取。目前，我国大部分地区都有蜂窝无线通信网覆盖，运营商在前期的建网过程中已具备一定的传播模型积累，甚至已有完备的模型库，对于网络规划已不再需要耗费大量的人力、物力和时间，因此采用第三种方法显得更为有效和实际。

对于第三种方法，即基于模型库的方法需要考虑如何根据已有的传播模型生成适合目标区域的传播模型。人工选择的方法由于具有主观性且工作量大，不利于使用。一种直观的使用模型库的方法是基于选择的方法。选择的依据有很多，例如依据电子地图中各地物类型所占百分比。无线传播模型主要反映的是电磁波在无线传播环境的场强特性，所以模型不仅依赖于地物类型的百分比，更依赖于地物类型的分布。另外，完全依靠基于选择的方法直接从已有模型库中选择一个模型作为目标区域的传播模型也是不恰当的，因为可能会出现目标区域的地物类型分布与模型库中所有已知无线传播模型的地物类型分布都不太相似的情况，在这种情况下选择任何一个已知无线传播模型都会带来难以估计的误差。

发明内容

本发明提供一种基于灰度矩阵和加权平均的无线传播模型的实现方法，使得不需要使用传统的校正方法而直接使用现有的模型库得到目标区域的无线传播模型。

此外，本发明还提供了一种基于灰度矩阵和加权平均的无线传播模型的生成系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

a、一种基于灰度矩阵和加权平均的无线传播模型的实现方法，该方法包括：将已知无线传播模型组成传播模型库；

b、计算已知无线传播模型所对应的灰度矩阵X_i，下标i代表第i个无线传播模型；

c、计算目标区域的灰度矩阵Y；

d、寻找X_i与Y相似度的最大值，如果大于设定的阈值，则将此X_i对应的传播模型作为目标区域的传播模型，否则执行步骤e；

e、基于加权平均算法求解灰度矩阵Z_j，并计算Z_j和灰度矩阵Y的相似度，如果相似度大于设定阈值，将Z_j所对应的无线传播模型作为目标区域的无线传播模型，否则考虑下一个加权灰度矩阵继续执行步骤e。

根据本发明一优选实施例，在步骤a中，模型库中的模型所代表的典型场景属于地形或者建筑风格较为单一的场景，且这些场景对应的电子地图形状皆为矩形。

根据本发明一优选实施例，在步骤b中，模型库已知传播模型对应的灰度矩阵X_i的生成具体方法如下：

b1、依据所选无线传播模型的电子地图，确定该模型地物类型和对应的路径损耗值；

b2、考虑不同的地物类型对应不同的路径损耗值，将路径损耗值的大小映射为图像中灰度值的大小，路径损耗大的区域映射为灰度图像深色的区域，路径损耗小的区域映射为灰度图像浅色的区域；

b3、设该模型库最大的地形路径损耗值对应为灰度值255，最小的地形路径损耗值对应为灰度值0，并求得其他地形对应的灰度值；

b4、设定已知无线传播模型的电子地图分辨率为m×n，然后设定比例尺r1、r2用于确定灰度矩阵的大小，并由此得到灰度矩阵X_i。

所述步骤b4，不同的无线传播模型生成的灰度矩阵X_i大小应一致，具体包括：

b41、所选择的电子地图的大小一致；

b42、通过选择合适的比例尺，使各灰度矩阵的长度一致，宽度也一致。

根据本发明一优选实施例，在步骤c中，目标区域对应的灰度矩阵Y的生成具体方法如下：