CN102083084B

CN102083084B - 确定无线网络设备服务覆盖范围的方法及系统

Info

Publication number: CN102083084B
Application number: CN 200910249838
Authority: CN
Inventors: 吴荣宇; 赵纲; 王崇
Original assignee: China Mobile Group Henan Co Ltd
Current assignee: China Mobile Group Henan Co Ltd
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: CN102083084A

Abstract

本发明公开了一种确定无线网络设备服务覆盖范围的方法及系统，该方法包括：确定指定地区中各基站的地理位置信息，根据各基站地理位置信息生成Voronoi图；在所生成的Voronoi图中各基站所覆盖的整个区域边界外设置多个参考点，使所述多个参考点围成的多边形覆盖该整个区域，根据所述多个参考点的地理位置信息以及各基站的地理位置信息再次生成Voronoi图；获取所述地区的区域边界信息，根据获取到的区域边界信息对再次生成的Voronoi图中所有基站总的服务覆盖范围的边界进行调整，得到该地区中各基站的服务覆盖范围。采用本发明可简化去掉无线网络设备服务覆盖范围的流程。

Description

确定无线网络设备服务覆盖范围的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种确定网络设备服务覆盖范围的方法及系统。

背景技术

所谓无线网络设备服务覆盖范围，是指移动网络中各类型网络设备的服务覆盖地理范围。

在确定无线设备服务覆盖范围时，首先要确定出各基站的服务覆盖范围，然后再根据基站与其他无线网络设备之间的管理关系或归属关系，利用确定出的基站的服务覆盖范围得到其他无线网络设备的覆盖范围。例如，BSC（基站控制器）管理了很多个基站，将一个BSC所管理的所有基站的服务覆盖范围合起来，就是该BSC的服务覆盖范围。再如，MSC（移动交换中心）管理了多个BSC，将该MSC所管理的所有BSC的服务覆盖范围合起来，就是该MSC的服务覆盖范围。

当前，确定基站的服务覆盖范围方法是：首先确定不同业务链路预算参数，通过链路预算求取最大允许路径损耗；然后通过电磁环境测试结果，获得校正的无线传播模型；最后依据无线传播模型和最大允许路径损耗计算小区覆盖半径和小区覆盖面积，从而得到基站的服务覆盖范围。

该种方法实现复杂，需要综合考虑很多因素和参数，不同的模拟算法可能得到不同的结果。由于实现复杂以及需要获取所需的各种参数和配置数据，因此采用该种方法确定基站以及其他无线网络设备的服务覆盖范围时，计算周期较长，导致该种方法的实现成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种确定无线网络设备服务覆盖范围的方法及系统，用以解决现有确定无线网络设备服务覆盖范围实现过程复杂的问题。

本发明实施例提供的技术方案包括：

一种确定无线网络设备服务覆盖范围的方法，包括：

确定指定地区中各基站的地理位置信息，根据各基站地理位置信息生成Voronoi图；

在所生成的Voronoi图中各基站所覆盖的整个区域边界外设置N个参考点，所述N为整数，使所述N个参考点围成的多边形覆盖该整个区域，根据所述N个参考点的地理位置信息以及各基站的地理位置信息再次生成Voronoi图；

获取所述地区的区域边界信息，根据获取到的区域边界信息对再次生成的Voronoi图中所有基站总的服务覆盖范围的边界进行调整，得到该地区中各基站的服务覆盖范围

一种确定无线网络设备服务覆盖范围的系统，包括：

基站覆盖范围确定单元，用于确定指定地区中各基站的地理位置信息，根据各基站地理位置信息生成Voronoi图；

基站覆盖范围调整单元，用于在生成的Voronoi图中各基站所覆盖的整个区域边界外设置N个参考点，所述N为整数，使所述N个参考点围成的多边形覆盖该整个区域，根据所述N个参考点的地理位置信息以及各基站的地理位置信息再次生成Voronoi图；以及，获取所述地区的区域边界信息，根据获取到的区域边界信息对再次生成的Voronoi图中所有基站总的服务覆盖范围的边界进行调整，得到该地区中各基站的服务覆盖范围。

采用本发明的上述实施例，在确定基站的服务覆盖范围的过程中，利用各基站地理位置信息，采用生成Voronoi图的方式。由于Voronoi图的生成技术比较成熟，且得到的基站服务覆盖范围也较准确，其输入数据主要是基站的地理位置信息，因此相比于现有技术，其实现过程较为简单。对于初步得到的基站Voronoi图，本发明实施例进一步通过在边界外设置参考点，并将设置的参考点的地理位置信息与各基站的地理位置信息一起作为输入数据再次生成Voronoi图，从而解决了Voronoi图中可能存在没有被基站覆盖的区域的问题；之后，根据区域边界信息对再次得到的基站的服务覆盖范围信息进行调整，从而解决了Voronoi图中边缘基站服务覆盖范围不闭合以及超出该区域边界的问题，从而使得到的基站服务覆盖区域数据较为准确，并且实现过程简单易行。

附图说明

图1为本发明实施例确定基站以及其他无线网络设备的服务覆盖范围的流程示意图；

图2为图1所示流程中初步得到的基站Voronoi图；

图3为图1所示流程中得到的BSC的服务覆盖范围示意图；

图4为本发明实施例确定基站以及其他无线网络设备的服务覆盖范围的系统结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提出了一种确定无线网络设备服务覆盖范围的方法和系统。该方法和系统，依据基站的经纬度信息，采用生成Voronoi多边形的方法确定基站的服务覆盖范围，从而简化确定基站以及其他无线网络设备服务覆盖范围的实现过程。

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

参见图1，为本发明实施例确定基站以及其他无线网络设备的服务覆盖范围的流程示意图。以确定A地区的基站以及其他无线网络设备的服务覆盖范围为例，该流程包括：

步骤101、获取A地区各基站的地理位置信息，根据A地区各基站的地理位置信息，生成基站Voronoi图（基站Voronoi图是基站服务覆盖范围信息的一种表示方式），生成的基站Voronoi图可如图2所示；

步骤102、在生成的基站Voronoi图中各基站的整个区域边界以外设置多个参考点，使这多个参考点连线所围成的多边形覆盖所有基站的区域，将这多个参考点的坐标与基站的坐标一起作为生成Voronoi图的输入数据，再次生成基站Voronoi图；

步骤103、获取A地区的边界信息，根据获取到的区域边界信息对再次生成的基站Voronoi图中所有基站的整个覆盖区域的边界进行调整，调整后的基站Voronoi图即为A地区各基站的服务覆盖范围图。

步骤104、如果还需要确定其他无线网络设备的服务覆盖范围，则需要确定该无线网络设备管理范围内的所有基站，这些基站的服务覆盖范围的总和，就是该无线网络设备的服务覆盖范围。

上述流程的步骤101中，可从存储有基站经纬度信息的数据库获取基站的地理位置信息。地球表面呈球面，因此各基站所在的面并不是严格的平面，而基站服务覆盖范围需要以平面坐标表示，因此，需要将基站的经纬度转换为平面坐标后再作为生成基站Voronoi图的输入数据。将基站的经纬度转换为平面坐标，可通过GPS（Global Positioning System，全球定位系统）地图平面化处理实现，使基站由原来的三维球面数据（即经纬度数据）表示为二维平面上的坐标数据，作为生成基站Voronoi图的输入数据。

目前通过基站的坐标生成基站Voronoi图的方法有很多，其中Fortune算法的复杂度为O（n logn），是一种较优的生成Voronoi图的算法，本发明实施例优选采用Fortune算法生成基站Voronoi图。

Voronoi图的Fortune算法的原理是以扫描线自上而下扫描由点（一个基站即为一个点）所在的平面，在扫描过程中利用发生的特定事件记录构建Voronoi图所需的端点以及连线信息，并由此生成Voronoi图。基站Vornoni图是根据各基站之间的位置相邻关系生成各基站的服务覆盖范围边界的，对于处于A地区的边缘的基站，会因在其向A区域外延伸的方向上缺少与该基站相邻的基站，而导致生成的Voronoi图中处于边缘的基站的服务覆盖范围无边界（即A地区边缘的基站的覆盖范围没有闭合），使基站的覆盖区域超出A地区的区域界限，以及在A地区的边缘地区存在无覆盖区域的情况（即A地区中有区域未被基站覆盖到）。

为了解决上述问题，本发明实施例的上述流程通过步骤102，根据生成的基站Voronoi图，在其整个区域的边界外确定多个参考点，使这多个参考点连线所围成的多边形能够覆盖基站Voronoi图中由各基站所围成的整个区域（即覆盖所有基站的闭合的服务覆盖区域，对于没有闭合服务覆盖区域的边缘基站，至少要将该边缘的基站包含在所围成的多边形区域中）；然后将这多个参考点当作虚拟基站，利用这多个参考点的坐标以及之前获取到的基站的坐标再次生成基站Voronoi图。由于再次生成基站Voronoi图时，将区域边缘增加的多个参考点的坐标作为输入参数，相当于为边缘的基站增加了参考点，这样得到的Voronoi图中的边界处将基本不存在未被实际基站覆盖的区域。然后，从数据库中获取A地区的区域边界参数，如A地区的行政区域边界上各特征点的坐标，该区域边界参数所界定的区域与基站Voronoi图相交的那部分区域，就是A地区各基站服务覆盖范围的整个区域，即，根据A地区的区域边界参数，对基站Voronoi图的边界进行裁剪，以去除超过A地区区域边界参数所界定的部分，裁剪后的基站Voronoi图显示出了A地区各基站的服务覆盖范围。

选取参考点时，为了使由参考点连线所围成的多边形覆盖基站Voronoi图中所有基站总的服务覆盖范围（最好能够覆盖A地区的范围），同时使该多边形的面积又不至于过大，则应尽量选取多的参考点。但考虑到选取的参考点越多计算量越大，因此本发明实施例优选选取6个参考点。

确定出A地区各基站的服务覆盖范围后，若需要确定其他无线网络设备（如BSC或MSC）的服务覆盖区域，则可通过上述流程中的步骤104，从存储有该其他无线网络设备数据的数据库中，获取该其他无线网络设备与基站的管理关系数据，或根据获取到的该其他无线网络设备数据确定出该其他无线网络设备与基站的管理关系，然后将该其他无线网络设备所辖的所有基站的服务覆盖范围合并，得到该无线网络设备的服务覆盖范围。例如，生成的BSC的服务覆盖范围可如图3所示，其中的网格所标识的区域为一个BSC的服务覆盖范围，其由14个基站的服务覆盖范围合并而成。通过这种方式所得到的该其他无线网络设备的服务覆盖范围可能超出该设备所属的地理区域（如行政区域），因此可进一步将得到的服务覆盖区域与该设备所属的地理区域（如行政区）边界的信息进行比对，从而根据该设备所属的行政区域对其服务覆盖范围进行调整，形成最终相对准确的无线网络设备服务覆盖范围信息。

上述流程可通过由软件方式实现的相应处理系统实施。

参见图4，为本发明实施例确定基站以及其他无线网络设备的服务覆盖范围的系统结构示意图。该系统包括：基站覆盖范围确定单元401、基站覆盖范围调整单元402，进一步地，如果还需要确定其他无线网络设备的服务覆盖范围，则该系统还可包括其他设备覆盖范围确定单元403。此外，该系统还可包括基站地理位置信息存储单元404、区域地理信息存储单元405以及无线网络设备资源信息存储单元406。上述各存储单元也可不包括在该系统之内，此时需要该系统提供与上述各存储单元的数据接口，以便从上述各存储单元获取需要的数据。其中：

基站覆盖范围确定单元401，用于确定指定地区中各基站的地理位置信息，根据各基站地理位置信息生成Voronoi图；

基站覆盖范围调整单元402，用于在生成的生成的Voronoi图中各基站所覆盖的整个区域边界外设置多个参考点，使这多个参考点围成的多边形覆盖该整个区域，根据这多个参考点的地理位置信息以及各基站的地理位置信息再次生成Voronoi图；以及，获取该地区的区域边界信息，根据获取到的区域边界信息对再次生成的Voronoi图中所有基站总的服务覆盖范围的边界进行调整，得到该地区中各基站的服务覆盖范围；

其他设备覆盖范围确定单元403，用于确定所述地区其他无线网络设备所管理的基站，将其他无线网络设备所管理的基站所对应的服务覆盖范围进行合并，得到该其他无线网络设备的服务覆盖范围。

基站覆盖范围确定单元401，可包括如下子单元：

获取子单元4011，用于从基站地理位置信息存储单元404获取该指定区域中各基站的经纬度信息；

位置信息转换子单元4012，用于根据各基站的经纬度信息确定出各基站的地理位置坐标；

Voronoi图生成子单元4013，用于根据各基站的地理位置坐标生成Voronoi图。

基站覆盖范围调整单元402，可包括如下子单元：

参考点设置子单元4021，用于在生成的Voronoi图中各基站所覆盖的整个区域边界外设置多个参考点，较佳地设置6个参考点，使这多个参考点围成的多边形覆盖该整个区域；

Voronoi图生成子单元4022，用于根据这多个参考点的地理位置信息以及各基站的地理位置信息再次生成Voronoi图；

获取子单元4023，用于从区域地理信息存储单元405获取该地区的边界信息；

边界裁剪子单元4024，用于根据再次生成的Voronoi图确定出各基站服务覆盖范围的总和，用获取到的区域边界信息所界定出的边界对该总和的服务覆盖范围进行裁剪。

其他设备覆盖范围确定单元403，可包括如下子单元：

服务范围确定子单元4031，用于确定该地区其他无线网络设备所管理的基站，将其他无线网络设备所管理的基站所对应的服务覆盖范围进行合并；其中，无线网络设备所管理的基站的信息，可从无线网络设备资源信息存储单元406获取；

获取子单元4032，用于从无线网络设备资源信息存储单元406获取所述其他无线网络设备所属的地理区域信息；

服务范围调整子单元4033，用于根据所述其他网络设备所属的地理区域，对合并之后的范围进行调整，所述其他无线网络设备的服务覆盖范围为调整后的服务覆盖范围。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种确定无线网络设备服务覆盖范围的方法，其特征在于，包括：

获取所述地区的区域边界信息，根据获取到的区域边界信息对再次生成的Voronoi图中所有基站总的服务覆盖范围的边界进行调整，得到该地区中各基站的服务覆盖范围。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定指定地区中各基站的地理位置信息，具体为：获取所述指定区域中各基站的经纬度信息，根据各基站的经纬度信息确定出各基站的地理位置坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取到的区域边界信息对再次生成的Voronoi图中所有基站的总的服务覆盖范围的边界进行调整，具体为：

根据再次生成的Voronoi图，确定出各基站服务覆盖范围的总和；

根据获取到的区域边界信息所界定出的边界对所述总的服务覆盖范围的边界进行裁剪。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考点的数量包括6个。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，得到所述地区中各基站的服务覆盖范围之后，还包括：

确定所述地区中的其他无线网络设备所管理的基站；

根据所述地区中各基站的服务覆盖范围，将所述其他无线网络设备所管理的基站所对应的服务覆盖范围进行合并，得到所述其他无线网络设备的服务覆盖范围。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将其他无线网络设备所管理的基站所对应的服务覆盖范围进行合并之后，还包括根据所述其他网络设备所属的地理区域，对合并之后的范围进行调整的步骤；所述其他无线网络设备的服务覆盖范围为调整后的服务覆盖范围。

7.一种确定无线网络设备服务覆盖范围的系统，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站覆盖范围确定单元，包括：

获取子单元，用于获取所述指定区域中各基站的经纬度信息；

位置信息转换子单元，用于根据各基站的经纬度信息确定出各基站的地理位置坐标；

Voronoi图生成子单元，用于根据各基站的地理位置坐标生成Voronoi图。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站覆盖范围调整单元，包括：

获取子单元，用于获取所述地区的边界信息；

边界裁剪子单元，用于根据再次生成的Voronoi图确定出各基站服务覆盖范围的总和，根据获取到的区域边界信息所界定出的边界对所述总的服务覆盖范围的边界进行裁剪。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站覆盖范围调整单元设置的参考点的数量包括6个。

11.如权利要求7至10任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

其他设备覆盖范围确定单元，用于确定所述地区中的其他无线网络设备所管理的基站，根据所述地区中各基站的服务覆盖范围，将所述其他无线网络设备所管理的基站所对应的服务覆盖范围进行合并，得到所述其他无线网络设备的服务覆盖范围。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述其他设备覆盖范围确定单元，包括：

服务范围确定子单元，用于确定所述地区中的其他无线网络设备所管理的基站，根据所述地区中各基站的服务覆盖范围，将所述其他无线网络设备所管理的基站所对应的服务覆盖范围进行合并；

获取子单元，用于获取所述其他无线网络设备所属的地理区域信息；

服务范围调整子单元，用于根据所述其他网络设备所属的地理区域，对合并之后的范围进行调整，所述其他无线网络设备的服务覆盖范围为调整后的服务覆盖范围。