CN103841567A - 一种获取基站的多边形区域的方法和基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种获取基站的多边形区域的方法和基站，将基站映射到平面上形成点状分布图，每一个基站对应一个点，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；对全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据圆心确定第一基站的多边形区域；根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。无须考虑地形地貌因素，采用三角剖分简便快速地确定基站的多边形区域和小区的最佳覆盖区域，减少网络中的过覆盖和弱覆盖现象，提高了调整小区覆盖范围的效率。

Description

一种获取基站的多边形区域的方法和基站

技术领域

本发明涉及无线技术，特别是指一种获取基站的多边形区域的方法和基站。

背景技术

移动通信网络的天线方位角、下倾角和小区覆盖范围是影响通信质量的关键因素，由于不同地区的基站密度不同，导致难以准确把握各个基站及其所属小区的最佳覆盖范围。

实际覆盖与理想模型存在较大偏差，造成一些区域信号较强，一些区域信号较弱，目前大多基于传播模型计算和调整基站及其所属小区的覆盖范围，且均需考虑实际地形地貌的差异，计算方法涉及的参数繁多，依赖高精度的地形地貌数据，导致效率非常低；采用人工测量或路测方式核查则耗时耗力，导致了网络中存在较多的过覆盖、弱覆盖和干扰等现象，严重影响通信质量。

现有技术存在如下问题：由于缺乏计算出最佳覆盖区域的方法，只能依靠实际覆盖区域信号强弱以及话务指标寻找到最佳覆盖区域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种获取基站的多边形区域的方法和基站，解决现有技术中缺乏计算出最佳覆盖区域的方法，只能依靠实际覆盖区域信号强弱以及话务指标寻找到最佳覆盖区域的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种获取基站的多边形区域的方法，方法包括：将基站映射到平面上形成点状分布图，每一个基站对应一个点，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域；根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。

所述的方法中，对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格，具体包括：步骤A1，在所述全基站集中选取至少三个初始基站形成当前基站集，确定所述当前基站集对应的初始凸包；步骤A2，确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，将所述三角形加入三角形链表中；步骤A3，将三个初始基站以外的其他基站作为后增基站依次插入到所述当前基站集，每插入一个后增基站，形成所述当前基站集的当前凸包；步骤A4，在当前凸包中确定目的边，依次对各个目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表，所述三角形链表描述了所述三角形网格。

所述的方法中，形成所述当前基站集的当前凸包，包括：步骤a，基于二维坐标系XOY，在所述全基站集中选定基站P[0]作为基准点；步骤b，根据基站P[0]，...，P[n-1]的平面坐标获取各个基站的极角，按照极角对各个基站排序，基准点排在最前面；步骤c，建立栈，将基站P[0]、P[1]和P[2]进栈，对于基站P[3]，...，P[n-1]中的每个基站，若位于栈顶的两个基站与后续进入栈的基站不构成向左转关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前的基站进栈，栈中保存的基站形成所述当前凸包。

所述的方法中，在所述当前凸包中确定目的边，具体包括：当所述后增基站在所述当前凸包的内部，并且在所述当前凸包包含的第一三角形的内部时，在三角形链表中删除所述第一三角形，将第一三角形中的三条边确定为目的边；当所述后增基站在所述当前凸包的内部，并且在所述当前凸包包含的第一三角形的边上时，在三角形链表中删除所述第一三角形，将第一三角形中除后增基站所在边以外的边确定为目的边；当所述后增基站在所述当前凸包的边上时，在三角形链表中删除包含后增基站的第一三角形，将第一三角形中除后增基站所在边以外的边确定为目的边；当所述后增基站在所述当前凸包的外部时，以当前凸包上的任意一点为起始点，沿所述当前凸包逆时针找到使所述后增基站在当前凸包右侧的边，当所述边的数量为一个时，确定该边为目的边，将所述目的边的两端点与所述后增基站相连，形成新的当前凸包；当所述边数量为两个或两个以上时，选取所述边形成的边链的端点，将所述端点与所述后增基站相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边。

所述的方法中，依次对所述目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表包括：目的边在当前凸包的边上时，将所述目的边与所述后增基站形成的三角形加入到三角形链表中；目的边在当前凸包的内部时，从三角形链表中获取包含所述目的边的三角形，当该三角形不在所述目的边与后增基站形成的三角形的外接圆中时，将所述目的边与后增基站形成的三角形加入到三角形链表中，否则，当该三角形在所述目的边与后增基站形成的三角形的外接圆中时，取消原目的边，确定该三角形中的目的边之外的两条边为目的边，依次对新增的所述目的边继续进行剖分处理，并从所述三角形链表中删除该三角形。

所述的方法中，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域，具体包括：当第一基站在所述当前凸包的内部时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连形成的封闭区域确定为所述第一基站的多边形区域；当第一基站在所述当前凸包的边上时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连，形成非封闭边链，然后获取该非封闭边链的头端点和尾端点，若头端点和尾端点在凸包内，则将头端点和尾端点与所述第一基站相连的边的中点相连，若头端点和尾端点在凸包外，则非封闭边链与所述第一基站相连边存在交点，将头端点、尾端点和交点连线形成的封闭区域作为所述第一基站的多边形区域。

所述的方法中，根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角，具体包括：分别作第一基站到多边形区域的顶点M1，M2，…，Mn之间的连线L1，L2，…，Ln，根据L1，L2，…，Ln的长度从大到小进行排序形成序列；根据小区个数K，在序列中从头开始选取K条互不相邻的候选边，若互不相邻的候选边数量不足K条，则计算非候选边集合中各边的关联三角形的面积之和，将关联三角形面积最大的边选取为候选边，直至候选边数量达到K条；计算候选边集合中各候选边的关联三角形的面积之和，从大到小进行排序形成候选边序列；按照小区的载波容量对第一基站的K个小区从大到小进行排序，形成载波容量序列；对于K个小区中的一个小区，根据该小区在所述载波容量序列中的位置，从所述候选边序列中选取相应位置的候选边作为该小区的关联边；将小区的关联边与正北方向的逆时针夹角确定为该小区的方位角；以小区的关联边长度L作为该小区的覆盖半径R，根据小区的天线高度H以及天线的垂直平面半功率角A计算小区的下倾角θ=arctg(H/R)+A/2。

所述的方法中，判断三个基站B、C与A是否构成向左转关系包括：若B-A与C-A的叉乘(Bx-Ax)*(Cy-Ay)-(By-Ay)*(Cx-Ax)=Ax*By-Ay*Bx的积小于0则不构成向左转关系，否则构成向左转关系，x和y分别为各基站的横坐标和纵坐标。

所述的方法中，将基站映射到平面上形成点状分布图，具体包括：根据各个基站的经纬度位置，将各个基站映射到二维平面上，每一个基站对应于所述二维平面上的一个基站。

一种基站，包括管理装置，所述管理装置包括：映射单元，用于将基站映射到平面上形成点状分布图，每一个基站对应一个点，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；网格单元，用于对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；多边形区域单元，用于搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域；小区划分单元，用于根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。

所述的基站中，网格单元包括：初始凸包模块，用于在所述全基站集中选取至少三个初始基站形成当前基站集，确定所述当前基站集对应的初始凸包；三角形链表模块，用于确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，将所述三角形加入三角形链表中；当前凸包模块，用于将三个初始基站以外的其他基站作为后增基站依次插入到所述当前基站集，每插入一个后增基站，形成所述当前基站集的当前凸包；剖分模块，用于在当前凸包中确定目的边，依次对各个目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表，三角形链表描述了所述三角形网格。

所述的基站中，当前凸包模块包括：坐标模块，用于基于二维坐标系XOY，在所述全基站集中选定基站P[0]作为基准点；基站排序模块，用于根据基站P[0]，...，P[n-1]的平面坐标获取各个基站的极角，并按照极角对各个基站排序，基站P[0]排在最前面；栈模块，用于建立栈，将基站P[0]、P[1]和P[2]进栈，对于基站P[3]，...，P[n-1]中的每个基站，若位于栈顶的两个基站与后续进入栈的基站不构成向左转关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前的基站进栈，栈中保存的基站形成所述当前凸包。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：无须考虑地形地貌因素，将基站映射到平面上形成点状分布图，采用三角剖分简便快速地确定基站的多边形区域和小区的最佳覆盖区域，减少网络中的过覆盖和弱覆盖现象，提高了规划和调整小区覆盖范围的效率。

附图说明

图1表示一种获取基站的多边形区域的方法的流程示意图；

图2表示形成剖分三角形网格的流程示意图；

图3表示建立凸包的具体过程示意图；

图4表示初始凸包ABCD的示意图；

图5表示满足空圆特性的三角形的示意图；

图6表示后增基站E在初始凸包ABCD的内部的示意图；

图7表示三角形ACD不在E与AC形成的三角形的外接圆中的示意图；

图8表示三角形ACD在E与AC形成的三角形的外接圆中的示意图；

图9表示后增基站在凸包中某两个相邻三角形的公共边上的示意图；

图10表示形成三角形链表的示意图；

图11表示E在凸包ABCD的边上的示意图；

图12表示目的边CA在凸包ABCD内部的示意图；

图13表示三角形ACD的D在E与AC形成的三角形的外接圆中的示意图；

图14表示后增基站E在凸包ABCD的外部的示意图；

图15表示三角形ABC包含在E和AB形成的三角形AEB的外接圆中的示意图；

图16表示BC在当前凸包BEADC边上的示意图；

图17表示使E在其右侧的边有多条的示意图；

图18表示目的边BC、CD都在当前凸包ABED的内部的示意图；

图19表示确定基站的多边形区域的具体流程示意图；

图20表示对基站集实施剖分得出的三角形网格，基站P在凸包的内部的示意图；

图21表示基站P的多边形区域为虚线区域的示意图；

图22表示对于基站G在凸包的边上的情况，获取剖分三角网格中包含基站G的关联三角形的示意图；

图23表示确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角的示意图；

图24表示按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角的示意图；

图25表示根据上述切割规则并结合三角形网格的特性切割过程示意图；

图26表示分别作基站P到其多边形区域的顶点之间的连线的示意图；

图27表示将小区的关联边与正北方向的逆时针夹角确定为该小区的方位角的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明中，根据全网的各个基站的位置在平面上绘制全网的点状分布图，以平面几何的三角剖分算法对该点状分布图实施三角剖分，形成全网基站的三角形网格。

凸包(Convex Hull)，若给定二维平面上的点集，将最外层的点连接起来构成凸多边型，该凸多边型包含了点集中所有的点，即为凸包。

本发明实施例提供一种获取基站的最佳覆盖区域的方法，如图1所示，包括：

步骤101，将基站映射到平面上形成点状分布图，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；

步骤102，对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；

步骤103，搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；

获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域；

步骤104，根据第一基站的小区个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。

应用所提供的技术，无须考虑地形地貌因素，将基站映射到平面上形成点状分布图，采用三角剖分简便快速地确定基站的多边形区域和小区的最佳覆盖区域，减少网络中的过覆盖和弱覆盖现象，提高了规划和调整小区覆盖范围的效率。

在一个优选实施例中，步骤101中，将基站映射到平面上形成点状分布图，具体包括：

根据各个基站的经纬度位置，将各个基站映射到二维平面上，每一个基站对应于所述二维平面上的一个基站。全部的基站属于一个全基站集。

在一个优选实施例中，步骤102中，对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格，具体包括：

步骤A1，在所述全基站集中选取至少三个初始基站形成当前基站集，确定所述初始基站对应的初始凸包；

步骤A2，确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，将所述三角形加入三角形链表中；

步骤A3，将三个初始基站以外的其他基站作为后增基站依次插入到所述当前基站集，每插入一个后增基站，形成所述当前基站集的当前凸包；

步骤A4，在当前凸包中确定目的边，依次对各个目的边进行剖分处理。形成剖分三角形网格，更新所述三角形链表，所述三角形链表描述了所述剖分三角形网格。

处理完所有目的边之后会形成完整的三角形链表，三角形链表描述了剖分三角形网格。

在一个优选实施例中，步骤A3中，形成所述当前基站集的当前凸包，包括：

步骤a，建立二维坐标系XOY，在所述全基站集中选定基站P[0]作为基准点；

步骤b，根据基站P[0]，...，P[n-1]的平面坐标获取各个基站的极角，并按照极角对各个基站排序，基站P[0]排在最前面；

步骤c，建立栈，将基站P[0]、P[1]和P[2]进栈，对于基站P[3]，...，P[n-1]中的每个基站，若位于栈顶的两个点与后续进入栈的基站不构成向左转的关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前基站进栈，栈中保存的基站形成所述当前凸包。

其中的步骤c中，涉及到如何判断三个基站是否构成向左转关系。当前基站进栈，这表明，当前基站与位于栈顶的两个点构成向左转的关系。

在一个优选实施例中，判断三个基站B、C与A是否构成向左转关系包括：如果B-A与C-A的叉乘(Bx-Ax)*(Cy-Ay)-(By-Ay)*(Cx-Ax)=Ax*By-Ay*Bx的积小于0则不构成向左转关系，否则构成向左转关系，x和y分别为各基站的横坐标和纵坐标。

如果B-A与C-A的叉乘小于0则不构成向左转关系，否则构成向左转关系。叉乘是指向量的外积，如A与B的叉乘计算方法为Ax*By-Ay*Bx。其中，Ax表示A点的x平面坐标，Ay表示A点的y平面坐标。

如图3所示，在一个应用场景中，应用实施例提供的技术建立凸包的具体过程包括：

步骤301，建立平面的二维坐标轴XOY，找到所有基站中y坐标最小的，如果两点y坐标相同，则找出其中x坐标最小的基站作为基准点，规定基准点的平面坐标为(x0，y0)。

步骤302，设这些基站为P[0]，P[1]....P[n-1]，根据各个基站的平面坐标(x，y)可以求出各个基站的极角T=(atan2(y-y0，x-x0))，并按照极角对这些基站排序，基准点(x0，y0)在最前面。

步骤303，建立一个栈，栈是只能在某一端插入和删除的特殊线性表，其按照后进先出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据，即最后一个进栈的数据被第一个读出来。

步骤304，初始时P[0]、P[1]、P[2]进栈，对于P[3]，....，P[n-1]的每个点，若栈顶的两个点与它不构成向左转关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前的基站进栈，处理完所有基站之后，栈中保存的基站能够构成当前凸包。

在一个优选实施例中，步骤A4中，在所述当前凸包中确定目的边，更新所述三角形链表具体包括：

当所述后增基站在所述当前凸包的内部，并且在所述当前凸包包含的第一三角形的内部时，在三角形链表中删除所述第一三角形，将第一三角形中的三条边确定为目的边(情形1)；

当所述后增基站在所述当前凸包的内部，并且在所述当前凸包包含的第一三角形的边上时，在三角形链表中删除所述第一三角形，将第一三角形中除后增基站所在边以外的边确定为目的边(情形2)；

当所述后增基站在所述当前凸包的边上时，在三角形链表中删除包含后增基站的第一三角形，将第一三角形中除后增基站所在边以外的边确定为目的边(情形3)；

当所述后增基站在所述当前凸包的外部时，以当前凸包上的任意一点为起始点，沿所述当前凸包逆时针找到使所述后增基站在其右侧的边，当所述边的数量为一个时，确定该边为目的边，将所述目的边的两端点与所述后增基站相连，形成新的当前凸包；当所述边数量为两个或两个以上时，选取所述边形成的边链的端点，将所述端点与所述后增基站相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边(情形4)。此处，边链是两个或两个以上所述边构成的。

在一个优选实施例中，步骤A4中，依次对所述目的边进行剖分处理，包括：

目的边在所述当前凸包的边上时，将所述目的边与所述后增基站形成的三角形加入到三角形链表中；

目的边在当前凸包的内部时，从三角形链表中获取包含所述目的边的三角形，当该三角形不在所述目的边与后增基站形成的三角形的外接圆中时，将所述目的边与后增基站形成的三角形加入到三角形链表中，否则，当该三角形在所述目的边与后增基站形成的三角形的外接圆中时，取消原目的边，确定该三角形中的目的边之外的两条边为目的边，依次对新增的所述目的边继续进行剖分处理，并从三角形链表中删除该三角形。

如图2所示，步骤102对全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格，这一具体的过程包括：

步骤a，选取三个或三个以上的初始基站形成当前基站集，确定初始基站的初始凸包，确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，并将三角形加入三角形链表中。

满足空圆特性的三角形是指：该三角形外接圆范围内不包含除构成该三角形的三个顶点之外的其他点。

步骤b，将除初始基站以外的其他的后增基站依次插入到当前基站集。

步骤c，判断后增基站是否在当前凸包的内部，若是，转步骤d，否则转步骤g。

步骤d，后增基站是否在当前凸包包含的三角形A内部，若是转步骤e，否则转步骤f，不失一般性，为与其他的三角形相区分，该三角形称为三角形A。

步骤e，在三角形链表中删除三角形A，依次将三角形A中的三条边确定为目的边，转步骤k。

步骤f，后增基站在当前凸包内部，并且不在某一个三角形内部，表明该后增基站是在其中的一个三角形B的边上，此时，在三角形链表中删除三角形B，依次将三角形B中除后增基站所在边以外的边确定为目的边，转步骤k。

步骤g，以当前凸包上的任意一点为起点，沿当前凸包逆时针找到使后增基站在其右侧的边。

步骤h，边数量是否超过一个，是则转步骤i，否则转步骤j。

步骤i，选取所述边形成的边链的端点，将端点与后增基站相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边，转步骤k。

步骤j，确定该边为目的边，将目的边的两端点与后增基站连接，形成新的当前凸包，转步骤k。

步骤k，对目的边实施剖分处理。

步骤l，目的边是否在当前凸包内部，是则转步骤m，否则转步骤q。

步骤m，从三角形链表中获取包含目的边的三角形C。

步骤n，三角形C是否在目的边与后增基站形成的三角形D的外接圆中，是转步骤p，否则转步骤o。

步骤o，将目的边与后增基站形成的三角形D加入到三角形链表中，转步骤r。

步骤p，取消原目的边，确定该三角形C中的目的边之外的两条边为目的边，并从三角形链表中删除该三角形C，转步骤k。

步骤q，将目的边与后增基站形成的三角形D加入到三角形链表中。

步骤r，判断是否所有基站已经插入完毕，是转步骤s，否则转步骤b。

步骤s，输出剖分三角形网格。

剖分三角形网格中，所有的三角形都是满足空圆特性的三角形。

在一个应用场景中，初始凸包ABCD如图4所示，连接初始凸包ABCD中的各个基站，形成一个或多个三角形，

若一个三角形α中包含其他基站时，将三角形α删除；否则将三角形α确定为满足空圆特性的三角形，并将三角形α加入三角形链表中。

如图5所示，在初始凸包ABCD中形成满足空圆特性的三角形ABC、三角形ACD，将其加入到三角形链表中，初始凸包ABCD中包含初始剖分三角形ABC和初始剖分三角形ACD这两个三角形。

依次将除初始基站以外的其他基站插入到当前基站集，每新插入一个后增基站E，记录后增基站的位置。以将后增基站插入到初始凸包ABCD中为例，在初始剖分三角形ABC、初始剖分三角形ACD的基础上，对边的剖分过程进行详细描述。

当插入后增基站E时，根据基站E的位置不同而存在多种剖分情况(4种)，包括：后增基站E在初始凸包ABCD的内部，后增基站在当前凸包中某两个相邻三角形的公共边上，当后增基站E在凸包ABCD的边上时，后增基站E在凸包ABCD的外部。以下分别进行介绍：

如图6所示，后增基站E在初始凸包ABCD的内部，从三角形链表中找到包含后增基站E的三角形ABC，在三角形链表中删除三角形ABC，依次将三角形ABC的三条边AB、BC、CA确定为目的边，对目的边进行剖分处理。剖分处理包括：

目的边AB和BC均在凸包ABCD边上，将后增基站E与AB形成的三角形ABE、E与BC形成的三角形BCE加入到三角形链表中；

目的边AC在凸包ABCD内部，从三角形链表中获取包含AC的三角形ACD，则包含图7和图8中的不同情形：

如图7所示，当三角形ACD不在E与AC形成的三角形ACE的外接圆中时，将三角形ACE加入三角形链表中。

如图8所示，当三角形ACD在E与AC形成的三角形ACE的外接圆中时，删除目的边AC，并将三角形ACD的另外两条边CD、DA确定为目的边，由于CD、DA均在凸包ABCD边上，所以将E与CD、DA形成的三角形CDE、EDA加入到三角形链表中。

如图9所示，后增基站在当前凸包中某两个相邻三角形的公共边上，后增基站E在边AC上，则将三角形ABC和ACD从三角形链表中删除，并依次确定边AB、BC、CD和DA为目的边，

如图10所示，由于边AB、BC、CD和DA均在凸包ABCD的边上，分别作E与边AB、BC、CD和DA构成的三角形，将三角形ABE、EBC、ECD和AED加入到三角形链表中。

如图11所示，当后增基站E在凸包ABCD的边上时，由于BC在凸包ABCD边上，也在三角形ABC的边上，从三角形链表中找到包含后增基站E的三角形ABC，在三角形链表中删除三角形ABC，依次将该三角形的两条边BC、CA确定为目的边，并对其实施剖分处理。由于目的边BC在凸包ABCD边上，所以将E与BC形成的三角形BCE加入到三角形链表中。

如图12所示，目的边CA在凸包ABCD内部，从三角形链表中获取包含CA的三角形ACD，当三角形ACD的D点不在E与AC形成的三角形AEC的外接圆中时，将三角形AEC加入三角形链表中。

如图13所示，当三角形ACD的D在E与AC形成的三角形AEC的外接圆中时，删除目的边AC，将三角形ACD的另外两条边CD、DA确定为目的边，由于CD、DA均在凸包ABCD边上，所以将E与CD、DA形成的三角形ECD、EDA加入到三角形链表中。

如图14所示，后增基站E在凸包ABCD的外部，以逆时针方向为正方向，当使E在其右侧(逆时针的右侧)的边只有AB时，确定AB为目的边，则BEADC为新的当前凸包，对AB进行剖分处理。当包含AB的三角形ABC不包含在E和AB形成的三角形AEB的外接圆中，则将三角形AEB加入三角形链表中。

如图15所示，三角形ABC包含在E和AB形成的三角形AEB的外接圆中，则删除目的边AB，并依次将三角形ABC的另外两条边BC、CA确定为目的边，继续实施剖分处理，

如图16所示，由于BC在当前凸包BEADC边上，所以将三角形BCE加入到三角形链表中，而CA在当前凸包BEADC内部，从三角形链表中获取包含CA的三角形ACD，当三角形ACD不包含在E与CA形成的三角形AEC的外接圆中时，将三角形AEC加入到三角形链表中。当含有CA的三角形ACD包含在后增基站E与CA形成的三角形AEC的外接圆中时，则删除目的边CA，并将三角形ACD的另外两条边CD、DA确定为目的边，由于CD、DA均在凸包BEADC边上，所以将E与CD、DA形成的三角形ECD、EDA加入到三角形链表中。

如图17所示，使后增基站E在其右侧的边有多条，E在BC、CD的右侧，选取BC、CD形成的边链BCD的端点B和D，分别连接E点和B点、E点和D点，形成新的当前凸包ABED，将BC、CD确定为目的边，实施剖分处理。

如图18所示，目的边BC、CD都在当前凸包ABED的内部，由于包含BC的三角形ABC不包含在E和BC形成的三角形BEC的外接圆中，将三角形BEC加入到三角形链表中，由于包含CD的三角形ACD不包含在E和CD形成的三角形CED的外接圆中，将三角形ACD加入到三角形链表中。

根据相关的数学原理可以知道，经过上述三角剖分得到的多边形网格以最近临的三点形成三角形，且各线段(三角形的边)皆不相交。而且不论从区域何处开始构建，最终都将得到一致的结果，任意两个相邻三角形形成的凸四边形的对角线可以互换，而且互换之后两个三角形六个内角中最小的角度不会变大，新增、删除、移动某一个顶点时只会影响临近的三角形。

在一个优选实施例中，步骤104中，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域，具体包括：

当所述第一基站在所述凸包的内部时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连形成的封闭区域确定为所述第一基站的多边形区域；

当第一基站在所述当前凸包的边上(第一基站仍然是顶点)时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连，形成非封闭边链，然后获取该非封闭边链的头端点和尾端点，若头端点和尾端点在凸包内，则将头端点和尾端点与所述第一基站相连的边的中点相连，若头端点和尾端点在凸包外，则非封闭边链与所述第一基站相连边存在交点，将头端点、尾端点和交点连线形成的封闭区域作为所述第一基站的多边形区域。

第一基站的关联三角形是指，以第一基站作为其中的一个顶点的各个三角形，包括两种情形：

情形1，第一基站在凸包的内部；

情形2，第一基站在凸包的边上，且仍然是至少两个三角形的公共顶点。

在一个应用场景中，如图19所示，确定基站的多边形区域的具体流程：

步骤1901，搜索包含相同基站的三角形，将其确定为该基站的关联三角形，

步骤1902，判断所述基站是否在凸包的内部，如果是，转步骤1903，否则转步骤1904。

步骤1903，当所述基站在所述凸包的内部时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连形成的封闭区域确定为所述基站的多边形区域，结束。

步骤1904，当所述基站在所述凸包的边上时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连，形成非封闭边链，

步骤1905，然后获取该非封闭边链的头端点和尾端点，若端点在凸包内，则将端点与所述基站相连的边的中点相连，若端点在凸包外，则非封闭边链与所述基站相连边存在交点，将各点连线形成的封闭区域作为所述基站的多边形区域，结束。

对于情形1，对基站集实施剖分得出如图20的三角形网格，基站P在凸包的内部，其关联三角形包括PLK、PKJ、PJI、PIA、PAH、PHL六个三角形，则将基站P的关联三角形PLK、PKJ、PJI、PIA、PAH、PHL的外接圆的圆心依次相连形成的封闭区域确定为基站P的多边形区域，如图21所示的虚线区域。

对于情形2，如图22所示，对于基站G在凸包的边上的情况，获取剖分三角网格中包含基站G的关联三角形GFL、GLD，依次将关联三角形GFL、GLD的外接圆的圆心连接，构成一条边非封闭边链，获取该非封闭边链的头端点和尾端点，若端点在凸包内，则将端点与基站G相连的边的中点相连，如图23所示，若端点在凸包外，则非封闭边链与基站G相连边存在交点，将各点连线形成的封闭区域作为基站G的多边形区域。

在一个优选实施例中，步骤105中，根据第一基站的小区个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角，如图24所示，具体包括：

步骤2401，分别作第一基站到其多边形区域的顶点M1，M2…Mn之间的连线L1，L2，…Ln，

步骤2402，根据L1，L2，…Ln的长度从大到小进行排序，

步骤2403，判断小区的个数是否小于K个，若是，转步骤2404，否则转步骤2405。

步骤2404，互不相邻的候选边数量不足K条，则计算非侯选边集合中，各边的关联三角形的面积之和，选取关联三角形面积最大的边纳入候选边，循环此操作，直至候选边数量达到K条；返回步骤2403。

步骤2405，小区的个数是K，从头开始从序列中选取K条互不相邻的候选边。

步骤2406，计算候选边集合中，各边的关联三角形的面积之和，从大到小对各候选边进行排序；

步骤2407，按照小区的载波容量对基站所属的K个小区从大到小进行排序，根据各个小区的序列位置从候选边序列中选取相应位置的候选边作为该小区的关联边。

步骤2408，将各个小区的关联边与正北方向的逆时针夹角确定为该小区的方位角；

步骤2409，以各个小区的关联边长度L作为该小区的覆盖半径R，同时根据各个小区的天线高度H以及天线的垂直平面半功率角A计算小区对应的下倾角θ=arctg(H/R)＋A/2，输出方位角和下倾角。

如图25所示，根据上述切割规则并结合三角形网格的特性，对于图21所示的三角形网格中基站P的多边形区域M1M2M3M4M5M6，切割过程包括：

步骤1，如图26所示，分别作基站P到其多边形区域的顶点M1、M2、M3、M4、M5、M6之间的连线L1、L2、L3、L4、L5、L6，

步骤2，根据L1、L2、L3、L4、L5、L6的长度从大到小进行排序，排序结果为L5、L4、L6、L1、L2、L3。

步骤3，假设基站P的小区个数为K=3个，分别为C1、C2、C3。根据边的排序序列中从头开始选取3条互不相邻的候选边，如图26所示，最先选取的候选边为L5，由于L4和L6与L5相邻，则第二条候选边为L1，由于L2与L1相邻，则第三条候选边为L3。L5、L1和L3位于候选边集合中。

步骤4，L5的关联三角形为P M4M5和P M5 M6，L1的关联三角形为PM1M2和PM1M6，L3的关联三角形为P M2 M3和P M3 M4。

计算候选边集合中，各边的关联三角形的面积之和，从大到小对各候选边进行排序，排序结果为L5、L1、L3。

步骤5，按照小区容量对基站P所属的3个小区从大到小进行排序，假设小区C3容量最大，小区C1最小。

步骤6，然后根据各个小区的序列位置从候选边序列中选取相应位置的候选边作为该小区的关联边，则小区C3的关联边为L5，C2的关联边为L1，C1的关联边为L3。

步骤7，如图27所示，将各个小区的关联边与正北方向的逆时针夹角确定为该小区的方位角，∠NPM5为小区C3的方位角，360°－∠NPM3为小区C1的方位角，360°－∠NPM1为小区C2的方位角。

然后以各个小区的关联边长度作为该小区的覆盖半径R，则小区C3的覆盖半径R3=L5，小区C2的覆盖半径R2=L1，小区C1的覆盖半径R1=L3，同时根据各个小区的天线高度H以及天线的垂直平面半功率角A计算各个小区对应的下倾角，θi=arctg(Hi/Ri)＋Ai/2。

本发明实施例提供一种基站，包括管理装置，所述管理装置包括：

映射单元01，用于将基站映射到平面上形成点状分布图，每一个基站对应一个点，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；

网格单元02，用于对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；

多边形区域单元03，用于搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；

获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域；

小区划分单元04，用于根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。

在一个优选实施例中，网格单元02包括：

初始凸包模块，用于在所述全基站集中选取至少三个初始基站形成当前基站集，确定所述当前基站集对应的初始凸包；此时的当前基站集包括了初始基站；

三角形链表模块，用于确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，将所述三角形加入三角形链表中；

当前凸包模块，用于将三个初始基站以外的其他基站作为后增基站依次插入到所述当前基站集，每插入一个后增基站，形成所述当前基站集的当前凸包；

剖分模块，用于在当前凸包中确定目的边，依次对各个目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表，所述三角形链表描述了所述剖分三角形网格。

在一个优选实施例中，当前凸包模块包括：

坐标模块，用于基于二维坐标系XOY，在所述全基站集中选定一个基站P[0]作为基准点；

基站排序模块，用于根据基站P[0]，...，P[n-1]的平面坐标获取各个基站的极角，并按照极角对各个基站排序，基站P[0]排在最前面；

栈模块，用于建立栈，将基站P[0]、P[1]和P[2]进栈，对于基站P[3]，...，P[n-1]中的每个基站，若位于栈顶的两个基站与后续进入栈的基站不构成向左转关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前的基站进栈，栈中保存的基站形成所述当前凸包。

采用本方案之后的优势是：将基站的经纬度数据映射为平面点集，利用三角剖分理论对网络基站集实施三角剖分，形成全网的三角形网格，根据三角形网格确定各个基站的多边形区域，得到各个基站的最佳覆盖范围。按照切割规则结合三角形网格的相关特性对各基站的多边形区域(最佳覆盖范围)进行切割，确定其所属各个小区的覆盖范围，同时计算各个小区的方位角和下倾角，得到各个小区的最佳调整方法。在此过程中，无须考虑地形地貌因素，可以简便、快捷地确定基站或小区的最佳覆盖区域范围，得到各个小区的最佳方位角和下倾角。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种获取基站的多边形区域的方法，其特征在于，方法包括：

将基站映射到平面上形成点状分布图，每一个基站对应一个点，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；

对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；

搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；

获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域；

根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格，具体包括：

步骤A1，在所述全基站集中选取至少三个初始基站形成当前基站集，确定所述当前基站集对应的初始凸包；

步骤A2，确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，将所述三角形加入三角形链表中；

步骤A3，将三个初始基站以外的其他基站作为后增基站依次插入到所述当前基站集，每插入一个后增基站，形成所述当前基站集的当前凸包；

步骤A4，在当前凸包中确定目的边，依次对各个目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表，所述三角形链表描述了所述三角形网格。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述当前基站集的当前凸包，包括：

步骤a，基于二维坐标系XOY，在所述全基站集中选定基站P[0]作为基准点；

步骤b，根据基站P[0]，...，P[n-1]的平面坐标获取各个基站的极角，按照极角对各个基站排序，基准点排在最前面；

步骤c，建立栈，将基站P[0]、P[1]和P[2]进栈，对于基站P[3]，...，P[n-1]中的每个基站，若位于栈顶的两个基站与后续进入栈的基站不构成向左转关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前的基站进栈，栈中保存的基站形成所述当前凸包。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述当前凸包中确定目的边，具体包括：

当所述后增基站在所述当前凸包的内部，并且在所述当前凸包包含的第一三角形的内部时，在三角形链表中删除所述第一三角形，将第一三角形中的三条边确定为目的边；

当所述后增基站在所述当前凸包的内部，并且在所述当前凸包包含的第一三角形的边上时，在三角形链表中删除所述第一三角形，将第一三角形中除后增基站所在边以外的边确定为目的边；

当所述后增基站在所述当前凸包的边上时，在三角形链表中删除包含后增基站的第一三角形，将第一三角形中除后增基站所在边以外的边确定为目的边；

当所述后增基站在所述当前凸包的外部时，以当前凸包上的任意一点为起始点，沿所述当前凸包逆时针找到使所述后增基站在当前凸包右侧的边，当所述边的数量为一个时，确定该边为目的边，将所述目的边的两端点与所述后增基站相连，形成新的当前凸包；当所述边数量为两个或两个以上时，选取所述边形成的边链的端点，将所述端点与所述后增基站相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，依次对所述目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表包括：

目的边在当前凸包的边上时，将所述目的边与所述后增基站形成的三角形加入到三角形链表中；

目的边在当前凸包的内部时，从三角形链表中获取包含所述目的边的三角形，当该三角形不在所述目的边与后增基站形成的三角形的外接圆中时，将所述目的边与后增基站形成的三角形加入到三角形链表中，否则，当该三角形在所述目的边与后增基站形成的三角形的外接圆中时，取消原目的边，确定该三角形中的目的边之外的两条边为目的边，依次对新增的所述目的边继续进行剖分处理，并从所述三角形链表中删除该三角形。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域，具体包括：

当第一基站在所述当前凸包的内部时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连形成的封闭区域确定为所述第一基站的多边形区域；

当第一基站在所述当前凸包的边上时，将所述关联三角形的外接圆的圆心依次相连，形成非封闭边链，然后获取该非封闭边链的头端点和尾端点，若头端点和尾端点在凸包内，则将头端点和尾端点与所述第一基站相连的边的中点相连，若头端点和尾端点在凸包外，则非封闭边链与所述第一基站相连边存在交点，将头端点、尾端点和交点连线形成的封闭区域作为所述第一基站的多边形区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角，具体包括：

分别作第一基站到多边形区域的顶点M1，M2，…，Mn之间的连线L1，L2，…，Ln，根据L1，L2，…，Ln的长度从大到小进行排序形成序列；

根据小区个数K，在序列中从头开始选取K条互不相邻的候选边，若互不相邻的候选边数量不足K条，则计算非候选边集合中各边的关联三角形的面积之和，将关联三角形面积最大的边选取为候选边，直至候选边数量达到K条；

计算候选边集合中各候选边的关联三角形的面积之和，从大到小进行排序形成候选边序列；

按照小区的载波容量对第一基站的K个小区从大到小进行排序，形成载波容量序列；

对于K个小区中的一个小区，根据该小区在所述载波容量序列中的位置，从所述候选边序列中选取相应位置的候选边作为该小区的关联边；

将小区的关联边与正北方向的逆时针夹角确定为该小区的方位角；

以小区的关联边长度L作为该小区的覆盖半径R，根据小区的天线高度H以及天线的垂直平面半功率角A计算小区的下倾角θ=arctg(H/R)+A/2。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，判断三个基站B、C与A是否构成向左转关系包括：

若B-A与C-A的叉乘(Bx-Ax)*(Cy-Ay)-(By-Ay)*(Cx-Ax)=Ax*By-Ay*Bx的积小于0则不构成向左转关系，否则构成向左转关系，x和y分别为各基站的横坐标和纵坐标。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将基站映射到平面上形成点状分布图，具体包括：

根据各个基站的经纬度位置，将各个基站映射到二维平面上，每一个基站对应于所述二维平面上的一个基站。

10.一种基站，其特征在于，包括管理装置，所述管理装置包括：

映射单元，用于将基站映射到平面上形成点状分布图，每一个基站对应一个点，点状分布图中的每一个点属于一个全基站集；

网格单元，用于对所述全基站集实施三角剖分，形成剖分三角形网格；

多边形区域单元，用于搜索包含第一基站的各个三角形作为该第一基站的关联三角形；

获取第一基站的各个关联三角形的外接圆的圆心，根据所述圆心确定所述第一基站的多边形区域；

小区划分单元，用于根据第一基站包含的小区的个数和各个小区的载波容量，按照切割规则对所述多边形区域进行切割，确定各个小区的最佳覆盖区域和天线方位角。

11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，网格单元包括：

初始凸包模块，用于在所述全基站集中选取至少三个初始基站形成当前基站集，确定所述当前基站集对应的初始凸包；

三角形链表模块，用于确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，将所述三角形加入三角形链表中；

当前凸包模块，用于将三个初始基站以外的其他基站作为后增基站依次插入到所述当前基站集，每插入一个后增基站，形成所述当前基站集的当前凸包；

剖分模块，用于在当前凸包中确定目的边，依次对各个目的边进行剖分处理，更新所述三角形链表，所述三角形链表描述了所述三角形网格。

12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，当前凸包模块包括：

坐标模块，用于基于二维坐标系XOY，在所述全基站集中选定基站P[0]作为基准点；

基站排序模块，用于根据基站P[0]，...，P[n-1]的平面坐标获取各个基站的极角，并按照极角对各个基站排序，基站P[0]排在最前面；

栈模块，用于建立栈，将基站P[0]、P[1]和P[2]进栈，对于基站P[3]，...，P[n-1]中的每个基站，若位于栈顶的两个基站与后续进入栈的基站不构成向左转关系，则将栈顶的一个基站出栈，直至没有基站需要出栈以后将当前的基站进栈，栈中保存的基站形成所述当前凸包。

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