CN107333278A - 一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法 - Google Patents

一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线电监测技术领域，具体为一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，该方法包括数据准备、目标区域格网化、信号覆盖强度计算、颜色映射、地图服务发布和终端展示几个步骤，其改变了传统采用二维环境作为移动通信台的管理查询展示的问题，采用三维地形及建筑物模型，能更加真实还原信号覆盖，采用射线跟踪方法进行前期计算，将大量的计算工作前期完成再进行展示，大大提高了展示效率和用户体验，同时后台数据量与前端数据展示效率无关，也保证了该系统能适应更大区域，同时方法快捷方便，能使管理者清晰了解管理区域公众移动通信信号的覆盖情况，能为无线电管理决策提供支持。

Description

一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法
技术领域
本发明涉及无线电监测技术领域，具体而言，涉及一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法。
背景技术
近年来,随着我国无线电通信产业的深入发展,无线电台站数量的迅猛增加,使得无线电频谱资源日益紧张,无线电频率台站管理的任务也越来越重,无线电台站管理是保障无线电业务健康发展的一项重要政府行政职能,开展对无线电台站管理信息系统的设计与实现的研究,对其在无线电台站管理中进行科学的决策和规划具有重要的现实意义。
目前无线电管理领域对公众移动通信台站管理停留在查询、统计、二维地图展示等方面，还没有涉及在三维环境下对台站覆盖范围及信号强度的模拟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，本申请改变了传统采用二维环境作为移动通信台的管理查询展示的问题，本申请能在空间信号传播模型中增加三维地形及建筑物模型要素，更加真实还原信号覆盖情况，在信号强度计算中，以六边形为基本的计算单元，缩短数据制作和更新时间，提高了展示效率和用户体验。
本发明是这样实现的：
一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，包括以下步骤：
S1、数据准备：获取基站数据、地形数据和建筑物模型数据，并根据获取的数据建立三维建筑物模型；
S2、目标区域格网化：在三维建筑物模型中选定目标区域，并将目标区域划分为固定大小的正六边形；
S3、信号覆盖强度计算：采用射线跟踪方法计算每一个基站信号覆盖范围内的每一个六边形网格中的信号强度；
S4、颜色映射：将六边形计算出的信号强度划分为5个等级，映射为五种不同颜色；
S5、地图服务发布：使用GeoServer发布地图服务；
S6、终端展示：将地图服务引入终端上进行Cesium地图引擎展示。
进一步的，在本发明优选的实施例中，在步骤S1中，所述基站数据包括基站识别码、经纬度、海拔高度、通信制式、覆盖范围和发射功率。
进一步的，在本发明优选的实施例中，在步骤S2中，对目标区域划分的正六边形的边长为50m。
进一步的，在本发明优选的实施例中，在步骤S3中，所述射线跟踪方法包括以下几个子步骤：
S301、确定一个发射源的位置；
S302、将一个等二十面体放入以发射源为球心的单位球内，然后将单位球内各个面划分成等边三角形；
S303、连接发射源和等边三角形上的定点即可得到射线束，分别计算射线束是否能达到目标点，如果能达到，则加入强度值中。
进一步的，在本发明优选的实施例中，在步骤S3中，采用射线跟踪法计算每一个基站信号覆盖范围内每一个六边形网格中信号强度，对于有重合区域的值，取其最大值。
进一步的，在本发明优选的实施例中，在步骤S5中，发布的地图服务包括底图服务、基站数据服务、高程数据服务、查询服务和公众移动通讯分制式信号覆盖服务。
进一步的，在本发明优选的实施例中，在步骤S6中，所述终端包括PC端、手机端和平板电脑端。
本发明的有益效果是：
（1）改变了传统采用二维环境作为移动通信台的管理查询展示的问题，采用三维地形及建筑物模型，能更加真实还原信号覆盖；
（2）将目标区域划分为正六边形，以正六边形为基本的计算单元，缩短数据制作和更新时间；
（3）采用前期计算实时展示的方式，将大量的计算工作前期完成，展示时，仅需要提取指定区域的结果即可，大大提高了展示效率和用户体验，同时后台数据量与前端数据展示效率无关，也保证了该系统能适应更大区域；
（4）能使管理者清晰了解管理区域公众移动通信信号的覆盖情况，能为无线电管理决策提供支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明通信信号覆盖可视化实现方法的流程图；
图2为本发明实施例的系统结构示意图；
图3为本发明无建筑物时的信号覆盖模拟结果示意图；
图4为本发明有建筑物时的信号覆盖模拟结果示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例：
一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，请参阅附图1所示，包括以下步骤：
S1、数据准备：获取基站数据、地形数据和建筑物模型数据，并根据获取的数据建立三维建筑物模型；
S2、目标区域格网化：在三维建筑物模型中选定目标区域，并将目标区域划分为固定大小的正六边形，对目标区域划分的正六边形的边长为50m；
S3、信号覆盖强度计算：采用射线跟踪方法计算每一个基站信号覆盖范围内的每一个六边形网格中的信号强度，对于有重合区域的值，取其最大值；
S4、颜色映射：将六边形计算出的信号强度划分为5个等级，映射为五种不同颜色；
S5、地图服务发布：使用GeoServer发布地图服务；
S6、终端展示：将地图服务引入终端上进行Cesium地图引擎展示。
需要说明的是，本实施例中，所述射线跟踪方法包括以下几个子步骤：
S301、确定一个发射源的位置；
S302、将一个等二十面体放入以发射源为球心的单位球内，然后将单位球内各个面划分成等边三角形；
S303、连接发射源和等边三角形上的定点即可得到射线束，分别计算射线束是否能达到目标点，如果能达到，则加入强度值中。
需要说明的是，本实施例基于Web3D技术，对传统的信号传播模型进行改进，增加三维地形因素及建筑物因素，提高信号强度计算的准确性。模拟结果通过GeoServer发布为地图服务，前端基于Cesium三维地图引擎。
在本实施例中，请参阅附图2所示，其移动通信信号覆盖可视化系统包括第三方地图服务端14、数据库服务端13、地图服务端12、Web服务端11和终端，所述终端包括PC终端15、PAD终端16和手机终端17，本实施例中所述的方法将计算得到的信号强度生成不同等级，并通过GeoServer发布地图服务，发布的地图服务即为第三方地图服务14，能通过网络将生成的数据传递给数据服务端13、地图服务端12、Web服务端11和终端，由此可知，本实施例采用前期计算实时展示的方式，将大量的计算工作前期完成，展示时，仅需要提取指定区域的结果即可，大大提高了展示效率和用户体验，同时后台数据量与前端数据展示效率无关，也保证了该系统能适应更大区域。
进一步的，本实施例中，在步骤S4中将六边形划分为五个等级，每个等级映射为不同的颜色，映射表如表1所示：
强度等级 颜色
5 RGB(56，169，0)
4 RGB(139，209，0)
3 RGB(255，255，0)
2 RGB(255，129，0)
1 RGB(255，0，0)
表1：颜色映射表
需要说明的是，当无三维建筑物遮挡时，请参阅附图3所示，则将目标区域划分为固定大小的正六边形，对目标区域划分的正六边形的边长为50m，采用射线跟踪方法计算每一个基站信号覆盖范围内的每一个六边形网格中的信号强度，在整个计算过程中，无需考虑三维建筑物对信号遮挡的原因。
当有三维建筑物遮挡时，请参阅附图4所示，则根据建筑物轮廓数据找出发射源到每一个接收点射线的所有传播路径，然后根据一致性几何绕射理论确定反射和绕射的损耗，将所有路径强度做相干叠加，得到接收点的总强度，这样就能使得模拟情况更接近现实情况，有利于提高信号强度计算的准确性，模拟结果通过GeoServer发布为地图服务，前端基于Cesium三维地图引擎。
本实施例改变了传统采用二维环境作为移动通信台的管理查询展示的问题，采用三维地形及建筑物模型，能更加真实还原信号覆盖，采用前期计算实时展示的方式，将大量的计算工作前期完成，展示时，仅需要提取指定区域的结果即可，大大提高了展示效率和用户体验，同时后台数据量与前端数据展示效率无关，也保证了该系统能适应更大区域，能使管理者清晰了解管理区域公众移动通信信号的覆盖情况，能为无线电管理决策提供支持。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、数据准备：获取基站数据、地形数据和建筑物模型数据，并根据获取的数据建立三维建筑物模型；
S2、目标区域格网化：在三维建筑物模型中选定目标区域，并将目标区域划分为固定大小的正六边形；
S3、信号覆盖强度计算：采用射线跟踪方法计算每一个基站信号覆盖范围内的每一个六边形网格中的信号强度；
S4、颜色映射：将六边形计算出的信号强度划分为5个等级，映射为五种不同颜色；
S5、地图服务发布：使用GeoServer发布地图服务；
S6、终端展示：将地图服务引入终端上进行Cesium地图引擎展示。
2.根据权利要求1所述的一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，在步骤S1中，所述基站数据包括基站识别码、经纬度、海拔高度、通信制式、覆盖范围和发射功率。
3.根据权利要求1所述的一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，在步骤S2中，对目标区域划分的正六边形的边长为50m。
4.根据权利要求1所述的一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，在步骤S3中，所述射线跟踪方法包括以下几个子步骤：
S301、确定一个发射源的位置；
S302、将一个等二十面体放入以发射源为球心的单位球内，然后将单位球内各个面划分成等边三角形；
S303、连接发射源和等边三角形上的定点即可得到射线束，分别计算射线束是否能达到目标点，如果能达到，则加入强度值中。
5.根据权利要求1所述的一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，在步骤S3中，采用射线跟踪法计算每一个基站信号覆盖范围内每一个六边形网格中信号强度，对于有重合区域的值，取其最大值。
6.根据权利要求1所述的一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，在步骤S5中，发布的地图服务包括底图服务、基站数据服务、高程数据服务、查询服务和公众移动通讯分制式信号覆盖服务。
7.根据权利要求1所述的一种公众移动通信信号覆盖可视化实现方法，其特征在于，在步骤S6中，所述终端包括PC端、手机端和平板电脑端。
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