CN102364484A - 一种实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，包括平面图楼层3D建模模块；三维数据信息读取模块；场强计算模块；场强预测数据的显示分析统计模块。通过各个模块之间的协作，实现了无线网络通信三维场强覆盖设计前及设计后的场强仿真，弥补了现有二维仿真系统的不足，实现了空间立体数据的仿真，获取数据量较多，预测精度高，使仿真结果与实际情况高度吻合。

Description

一种实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统

技术领域

本发明属于无线网络通信技术领域，主要涉及一种在室内实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统。

技术背景

场强测试是评价与衡量无线通信系统网络覆盖状况的主要技术手段，场强的强弱是无线通信网建设和使用中重点关注和研究指标之一。由于现代都市楼宇建筑居高且密集的特点，移动通信的无线电信号在其间受到阻挡而衰减，建筑材料和封闭式的外装修也对无线电信号的屏蔽和衰减特别厉害，很难进行正常的通信。移动台天线高度低，电波也会受临近建筑物和植被反射或阻挡。室内无线信号覆盖具有反射、散射、绕射的现象，信号电平在建筑物内传播受到建筑物的布置、材料结构和建筑物类型的影响，所以在做室分建设前先做场强预测，也就是设计前仿真。在一些高层建筑物的低层，基站信号通常较弱，存在部分盲区；而在某些超高建筑物的高层，又没有覆盖。在大多数的地下建筑，如地下停车场、地下商场、地铁、隧道等场所，通常都是盲区。在大中城市的中心区，基站密度都比较大，平均站距小于1km，所以通常进入室内的信号通常比较杂乱、不稳定。通信也受到了很大的影响和限制。

上述情况都为无线通信网络的设计与施工，使用与推广带来了极大的困难。我们之前的“无线网络通信场强覆盖仿真系统”采用了设计前与设计后的场强预测技术，解决了上述问题。

但“无线网络通信场强覆盖仿真系统”是二维仿真系统，对于空间立体的仿真存在局限，获取数据量不足，导致预测精度较低，效果与实际情况会存在差异问题，而本发明填补了现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种预测精度高、不需要场强实测数据的立体、直观的实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统。

为实现本发明目的，所采用的技术方案如下：

一种实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，是在平面仿真基础上向空间高度做的一个延伸，设置于如下模块：

负责于平面图楼层3D建模模块；

负责于三维数据信息读取模块；

负责于场强计算模块；

负责于场强预测数据的显示分析统计模块。

本发明的各个模块所实现的功能具体如下：

所述平面图楼层3D建模模块是通过分析现有的设计环境或建筑图纸及无线网络通信工程设计，采用CAD三维长方体建模模型设计，平面图楼层3D建模流程包括以下步骤：

(1)收集相关的资料并整理数据；

(2)制定计划：计划模型制作与贴图的时间分配、模型的布局等；

(3)模型制作：按照收集到的数据准确建模，在局部进行精简、优化；

(4)映射纹理：按照需要处理纹理，并进行纹理映射；

(5)合成：按照要求把局部模型进行合成，并调整材质；

(6)调整、优化。查看实际渲染效果，针对个别情况进行调整，并进行优化；

(7)获得模型成果，存储文件。

所述3D建模模块中存储文件结构采用嵌套的块结构。

所述三维数据读取模块采用的读取方式是递归读取。

所述场强预测计算模块是根据区域环境三维建模模块及三维数据信息读取模块自动匹配目前场强预测模型，自动获取数据，自动进行场强覆盖的数据计算；

所述场强预测数据的显示分析统计模块与设计，施工，验收人员的数据使用与对比相关。

本发明的技术特点主要体现如下：

本发明弥补了现有二维仿真系统的不足，实现了空间立体数据的仿真，获取数据量较多，预测精度高，使仿真结果与实际情况高度吻合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明三维建模流程图；

图3为本发明实施例的三维建模结果示意图；

图4为本发明实施例应用生成的场强模拟图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明的结构示意图如图1所示，平面图楼层3D建模模块；

三维数据信息读取模块；场强计算模块；场强预测数据的显示分析统计模块组成；

所述平面图楼层3D建模模块是通过分析现有的设计环境或建筑图纸及无线网络通信工程设计，采用CAD三维长方体建模模型设计。设计人员在得到建筑物平面图后，根据建筑物的结构及现场勘查情况布放好天线，准确设置各楼层不同建筑材质损耗(如普通砖墙、承重墙、木门、玻璃窗等)，并设置好天线增益、反射系数等指标。

平面图楼层3D建模模块流程包括如下步骤：

(1)收集相关的资料并整理数据。

(2)制定计划。计划模型制作与贴图的时间分配、模型的布局等。

(3)模型制作。按照收集到的数据准确建模，在局部进行精简、优化。

(4)映射纹理。按照需要处理纹理，并进行纹理映射。

(5)合成。按照要求把局部模型进行合成，并调整材质。

(6)调整、优化。查看实际渲染效果，针对个别情况进行调整，并进行优化。

(7)获得模型成果，存储文件。

所述三维数据读取模块是根据3D建模存储文件结构是嵌套的块结构，所以我们可以采用的读取方式是递归读取。对读取3D模型数据中需要设置的基本数据(包括顶点信息、三角面信息、纹理坐标信息、j角面材质信息)逐一读取，生成材质中的纹理文件并打开，并做纹理对象生成，最后输出到cad用户操作界面。

所述场强预测模型计算模块是根据区域环境3D建模模块及影响因子采集模块数据自动匹配目前最先进的场强预测模型，自动获取数据，自动进行多种系统场强覆盖的数据计算，并可以参照实测数据进行修正；

所述场强预测数据的显示分析统计模块与设计，施工，验收人员的数据使用与对比相关模块，提供人性化的便捷输出，极大地方便工程使用及日后的维护；

本发明应用于某大楼实施例的三维建模流程如附图2所示。

本发明实施例的系统运行结果如附图3所示，是由区域环境3D建模模块通过分析建筑图纸模拟现有的实际设计环境，此过程可由设计人员参与准确设置各楼层不同建筑材质损耗(如普通砖墙、承重墙、木门、玻璃窗等)，并设置好天线增益、反射系数等指标以建立实测环境区域模型，设置平面网格比例值如(100)，该值设置决定仿真的密度，比例值越大仿真结果越密，反之越稀。基础设置完成后，根据三维建模，可以推算出立体模型空间就被划分成m个平均分布的面，每一个面被划分成n个平均分布的点。每一点场强值根据场强计算公式得到，显示器的颜色值根据预设表得到，如下表：

表1

等级	电平	颜色
			1	-30	绿色
2	-50	蓝色
			3	-90	黄色
...	...	...

然后在环境区域模型的基础上，进行场强影响因子采集与匹配，场强根据自由空间场强预测公式和马内特马恩那公式与实际得出的不同区域实测地物对无线信号的影响建立无线网络场强影响因子数据，针对不同区对象模型生成影响因子数据库；

根据区域模型自动匹配场强计算模型，自动进行多种系统场强覆盖的数据计算，并可以参照实测数据进行修正；

在计算数据得出结果后，场强预测数据的显示分析统计模块利用结果数据向用户输出，这样极大地方便工程使用及日后的维护。

本发明实施例应用生成的场强模拟图如附图4所示。

Claims (6)

1.一种实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，其特征在于设置有如下模块：

负责于平面图楼层3D建模模块；

负责于三维数据信息读取模块；

负责于场强计算模块；

负责于场强预测数据的显示分析统计模块。

2.根据权利要求1所述的实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，其特征在于所述平面图楼层3D建模模块是采用CAD三维长方体建模模型设计。

3.根据权利要求2所述的平面图楼层3D建模模块，其特征在于所述3D建模模块中存储文件结构采用嵌套的块结构。

4.根据权利要求1所述的实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，其特征在于所述三维数据读取模块采用的读取方式是递归读取。

5.根据权利要求1所述的实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，其特征在于所述场强预测计算模块是根据区域环境三维建模模块及三维数据信息读取模块自动匹配目前场强预测模型，自动获取数据，自动进行场强覆盖的数据计算。

6.根据权利要求1所述的实现无线网络通信三维场强覆盖仿真系统，其特征在于所述场强预测数据的显示分析统计模块与设计，施工，验收人员的数据使用与对比相关。

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