CN107682865B - 一种无线网络基站的覆盖优化系统 - Google Patents

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Abstract

一种无线网络基站的覆盖优化系统，包括：数据采集模块，采集基站信息；数据处理模块，与数据采集模块连接，接收数据采集模块传输的数据，对数据进行解码、分析，处理；覆盖优化模块，接收数据处理模块处理后的数据，生成覆盖优化方案；优化执行模块，与覆盖优化模块连接，根据所述覆盖优化方案进行覆盖优化。无线网络基站的规划方法包括：对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，按照基站规划方法建设基站。

Description

一种无线网络基站的覆盖优化系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种无线网络基站的覆盖优化系统。
背景技术
TD-LTE230无线专网具有覆盖广、传输速率高、实时性和频谱适应性强等特点，是终端通信接入网的主要技术手段。随着智能电网时代的到来，建设电力无线专网势在必行，无线通信技术中，我国拥有TD-LTE技术体制的知识产权，可以满足电力当前及未来一定时期的业务发展需求，未来还可以向5G演进，极具发展潜力。因此针对TD-LTE230无线专网的覆盖优化系统的研究也显得非常必要。
中国专利公开号CN104378769，公开日2015年2月25日，发明创造的名称为一种GSM网络覆盖优化系统，包括监控中心、至少二个基站、位置存储器、单片机、电子开关电路及无线收发模块；所述无线收发模块与监控中心无线数据传输连接，无线收发模块还与单片机的输入端电性连接；所述单片机的输出端与电子开关电路电性连接；所述基站设有第一功率输出端口、第二功率输出端口、第一半速率输出端口、第二半速率输出端口，所述基站通过电子开关电路分别与第一功率输出端口、第二功率输出端口、第一半速率输出端口、第二半速率输出端口电性连接；所述位置存储器与基站电性连接。其不足之处在于无法实现基站当前信息与覆盖优化条件的智能匹配对比，无法自动生成具有针对性的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供了一种无线网络基站的覆盖优化系统，并提出了与此系统相应的基站规划的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种无线网络基站的覆盖优化系统，包括：数据采集模块，采集基站信息；数据处理模块，与数据采集模块连接，接收数据采集模块传输的数据，对数据进行解码、分析，处理；覆盖优化模块，接收数据处理模块处理后的数据，生成覆盖优化方案；优化执行模块，与覆盖优化模块连接，根据所述覆盖优化方案进行覆盖优化。
本发明中，将覆盖优化的条件、处理方案进行标准化，针对不同情况，采取不同的处理方案，由执行机构自动执行，减少了人员分析调整的不确定性，大大提高了解决问题的效率，节省了人力成本、时间成本，此外还提出了基站建设规划的具体实现方案，实现了基站规划与覆盖优化的统一。
作为优选，所述数据处理模块包括存储单元和数据解码单元、数据分析单元；所述存储单元和数据解码单元均与数据采集模块连接；数据解码单元与数据分析单元连接。
作为优选，所述无线网络基站的规划方法包括：对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，按照基站规划方法建设基站。
作为优选，所述基站组合的方法，包括：
步骤11：将规划范围内的预选基站分为M类，对所有基站进行编
号，i表示基站编号；
步骤12：将规划范围进行栅格划分并编号，j表示栅格编号；
步骤13：选择与栅格j距离最小的f个基站，Aj为所述f个基站的编号的集合；
步骤14：确定栅格j最终落入的基站i；
步骤15：按照基站组合原则，对基站进行组合，得到若干个基站组合方案。
本发明中，首先明确规划范围内包括哪些可用的基站，包括变电站、营业厅等，对基站进行分类可按照不同的标准进行分类，例如从基站建设和维护成本的角度考虑，将基站分为现有基站和可租用的基站，还可以从网络信号稳定性的角度出发，按照基站周围环境将基站进行分类。其次将规划范围划分成若干栅格，以利于后期的统计计算，栅格的划分可以等面积划分也可以不等面积划分，根据实际规划的需求决定，本发明中对规划范围采用等面积栅格划分。步骤13中，将目标栅格可能落入的基站放入集合Aj中，以减少步骤4确定目标栅格最终落入基站的计算量。
作为优选，步骤14通过计算集合Aj中的基站k到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站。
作为优选，所述集合Aj中的基站k到栅格j的功率为Pk/Lkj，其中k∈Aj，Pk为基站k的发射功率，Lkj表示基站k到栅格j的路径损耗，Lkj＝|dkj|α*l0；其中l0为路径损耗系数，α∈[2，5]，α的值代表相应的网络场景，dkj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝arg max{Pk/Lkj}，确定栅格j最终落入的基站i。
本发明中，α∈[2，5]，α不同的取值代表不同的网络场景，由此区别基站周围场景对基站功率的损耗。Pk/Lkj表示考虑路径损耗的情况下，最终落入目标栅格的基站功率的大小，arg max{Pk/Lkj}通过不同基站到目标栅格的功率的对比，选择其中分配到规划范围的功率最大的基站为目标栅格最终落入的基站。
作为优选，所述步骤15，所述基站组合原则是：统计落入每个基站的栅格数，
Figure GDA0002669209870000041
如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效。
本发明中，将某一组合方案所包含的每个基站所覆盖到的栅格的总数进行统计，将统计结果占规划范围内的栅格总数的比例作为该组合方案的网络覆盖率，如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效，规划区域的网络覆盖率阈值由该规划范围的具体规划需求来决定。由这种方式所计算出的网络覆盖率实际是小于实际覆盖率的，对于未能全面覆盖的栅格区域，可通过后期微基站补盲来实现覆盖优化。
作为优选，所述的基站规划目标函数为：max(W1，W2，…，Wg)，其中Wq为第q种基站组合方案的优选比重，
Figure GDA0002669209870000042
wrq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的优选系数，Nrq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的个数，g表示总共产生的基站组合方案的个数；优选比重最大的基站组合方案为基站规划方案。
本发明中，不同基站的优选系数，可以是综合考虑建设成本和维护成本得到的优选系数，也可以是考虑基站周围环境对传输信号的影响的得到的优选系数。每个基站组合方案所包含的各类基站的数目各不相同，可以包含某一类基站，也可能不包括某一类基站。通过对比所有基站组合方案的优选比重，选择其中优选比重最高的基站组合方案，作为最终的基站规划方案。
本发明的实质性效果：将覆盖优化的条件、处理方案进行标准化，针对不同情况，采取不同的处理方案，由执行机构自动执行，减少了人员分析调整的不确定性，大大提高了解决问题的效率，节省了人力成本、时间成本，此外还提出了基站建设规划的具体实现方案，将规划范围内的所有可用基站纳入基站规划的范围，将不同基站进行组合，形成多种基站组合方案，在满足网络覆盖率的前提下，从基站规划的基本目的出发，选择其中最能满足建设初衷的方案作为最终的优选方案。整体上完成了基站规划与覆盖优化二者的统一。
附图说明
图1为本发明的一种系统结构图；
图2为本发明的一种基站规划流程图。
图中：0-基站，1-数据采集模块，2-数据处理模块，3-覆盖优化模块，4-优化执行模块；21-存储单元，22-数据解码单元，23-数据分析单元。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
一种无线网络基站的覆盖优化系统，如图1所示，包括：数据采集模块1，采集基站信息；数据处理模块2，与数据采集模块1连接，接收数据采集模块1传输的数据，对数据进行解码、分析，处理；覆盖优化模块3，接收数据处理模块2处理后的数据，生成覆盖优化方案；优化执行模块4，与覆盖优化模块3连接，根据所述覆盖优化方案进行覆盖优化。所述数据处理模块2包括存储单元21和数据解码单元22、数据分析单元23；所述存储单元21和数据解码单元22均与数据采集模块1连接；数据解码单元22与数据分析单元23连接。
数据采集模块1采集基站0的信息，将所采集的信息传输至数据处理模块2，数据处理模块2将信息存储在存储单元21，经数据解码单元22解码后交由数据分析单元23分析处理，进行是否进行覆盖优化的判断，如果需要进行覆盖优化则发送处理命令至覆盖优化模块3，覆盖优化模块3内存储有各种异常情况对比数据库，每种异常情况对应有具体的优化方案，覆盖优化模块3将所接收数据与自身数据库进行对比，自动生成相应的覆盖优化方案，交由优化执行模块4执行。
所述无线网络基站的规划方法，如图2所示，包括：对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，按照基站规划方法建设基站。
所述基站组合的方法，包括：
步骤11：将规划范围内的预选基站分为M类，对所有基站进行编号，i表示基站编号；
步骤12：将规划范围进行栅格划分并编号，j表示栅格编号；
步骤13：选择与栅格j距离最小的f个基站，Aj为所述f个基站的编号的集合；
步骤14：通过计算集合Aj中的基站k到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站；集合Aj中的基站k到栅格j的功率为Pk*Lkj，其中k∈Aj，Pk为基站k的发射功率，Lkj表示基站k到栅格j的路径损耗，Lkj＝|dkj|α*l0；其中l0为路径损耗系数，α∈[2，5]，α的值代表相应的网络场景，dkj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝arg max{Pk/Lkj}，确定栅格j最终落入的基站i。
步骤15：按照基站组合原则，对基站进行组合，得到若干个基站组合方案；基站组合原则是：统计落入每个基站的栅格数，
Figure GDA0002669209870000071
如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效。
基站规划目标函数为：max(W1，W2，…，Wg)，其中Wq为第q种基站组合方案的优选比重，
Figure GDA0002669209870000072
wrq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的优选系数，Nrq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的个数，g表示总共产生的基站组合方案的个数；优选比重最大的基站组合方案为基站规划方案。
以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (2)

1.一种无线网络基站的覆盖优化系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，采集基站信息；数据处理模块，与数据采集模块连接，接收数据采集模块传输的数据，对数据进行解码、分析，处理；覆盖优化模块，接收数据处理模块处理后的数据，生成覆盖优化方案；优化执行模块，与覆盖优化模块连接，根据所述覆盖优化方案进行覆盖优化；
所述无线网络基站的规划方法包括：对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，按照基站规划方法建设基站；
所述基站组合的方法，包括：
步骤11：将规划范围内的预选基站分为M类，对所有基站进行编号，i表示基站编号；
步骤12：将规划范围进行栅格划分并编号，j表示栅格编号；
步骤13：选择与栅格j距离最小的f个基站，Aj为所述f个基站的编号的集合；
步骤14：确定栅格j最终落入的基站i；
步骤15：按照基站组合原则，对基站进行组合，得到若干个基站组合方案；
步骤14通过计算集合Aj中的基站k到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站；
所述集合Aj中的基站k到栅格j的功率为Pk/Lkj，其中k∈Aj，Pk为基站k的发射功率，Lkj表示基站k到栅格j的路径损耗，Lkj＝|dkj|α*l0；其中l0为路径损耗系数，α∈[2,5]，α的值代表相应的网络场景，
dkj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝arg max{Pk/Lkj},确定栅格j最终落入的基站i；
所述步骤15，所述基站组合原则是：统计落入每个基站的栅格数，
Figure FDA0002741688790000021
如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效；
所述的基站规划目标函数为:max(W1,W2,...,Wg)，其中Wq为第q种基站组合方案的比重，
Figure FDA0002741688790000022
wrq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的系数，Nrq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的个数，g表示总共产生的基站组合方案的个数；比重最大的基站组合方案为基站规划方案。
2.根据权利要求1所述的一种无线网络基站的覆盖优化系统，其特征在于，所述数据处理模块包括存储单元和数据解码单元、数据分析单元；所述存储单元和数据解码单元均与数据采集模块连接；数据解码单元与数据分析单元连接。
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