CN107707319B - 无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置 - Google Patents

无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置，用于解决无线通信中对无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强进行预测的方法较复杂，效率较差的技术问题。所述方法包括：接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；在不考虑所述透射介质的磁导率的情况下，根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强。本申请提供的方案适于无线信号在建筑物内部的场强预测过程。

Description

无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置
技术领域
本申请涉及无线网络规划技术领域，尤其涉及一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置。
背景技术
为了解决室内无线信号的覆盖问题，需要利用无线信号传播模型对无线信号在建筑物内部待预测目标点的场强进行预测，并根据预测结果进行无线网络的规划设计。其中，无线信号传播模型需要考虑无线信号穿过透射介质进行传播时产生的透射衰减问题。
然而，当无线信号穿透玻璃、木材、混凝土等透射介质进入室内空间时，现有的无线信号传播模型预测透射场强的预测方法需要考虑上述透射介质的磁导率的影响，预测过程较复杂，效率较低。
发明内容
本申请提供一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置，用于解决无线通信中对无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强进行预测的方法较复杂，效率较差的技术问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法，无线信号由发射点发出，经由透射介质进入建筑物，该方法包括：
接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强；
输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强。
第二方面，本申请实施例还提供了一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法，无线信号由发射点发出，经由带缺口的透射介质进入建筑物，该方法包括：
接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强；
根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的直射场强，直射场强是无线信号经缺口直射到达所述待预测目标点的场强；
根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的绕射场强，其中绕射场强是无线信号在缺口的边缘点产生的绕射到达待预测目标点的场强；
根据透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强；
输出确定的总场强，作为预测的待预测目标点的场强。
第三方面，本申请实施例提供了一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置，无线信号由发射点发出，经由透射介质进入建筑物，该装置包括：
通信接口，用于接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
处理器，用于在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强；
通信接口，还用于输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强。
第四方面，本申请实施例还提供了一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置，无线信号由发射点发出，经由带缺口的透射介质进入建筑物，该装置包括：
通信接口，用于接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
处理器，用于在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强；
处理器，还用于根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的直射场强，直射场强是无线信号经缺口直射到达待预测目标点的场强；
处理器，还用于根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的绕射场强，其中绕射场强是无线信号在缺口的边缘点产生的绕射到达待预测目标点的场强；
处理器，还用于根据透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强；
通信接口，还用于输出确定的总场强，作为预测的待预测目标点的场强。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序加载到计算机上被计算机执行时，使计算机执行如第一方面所述的方法。
第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序加载到计算机上被计算机执行时，使计算机执行如第二方面所述的方法。
本申请实施例提供的无线信号在建筑物内部的场强预测方法及装置，能够在不考虑诸如建筑物墙体、玻璃等透射介质的磁导率的情况下，预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强。在现有技术中，通常需要考虑透射介质的磁导率预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，预测方法计算量较大，效率较低。而在实际应用中，将建筑物内部空间和外部空间隔离开的不同类型透射介质的磁导率相差不大。因此，在本申请实施例中，不再考虑透射介质的磁导率对预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，简化了预测方法，减少了计算量，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的透射场强的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请实施例提供的一种无线信号透射传播模型的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法流程图；
图4为本申请实施例提供的四种透射介质相对介电常数表；
图5为本申请实施例提供的另一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法流程图；
图6为本申请实施例提供的一种无线信号直射传播模型的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种无线信号绕射传播模型的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例适用于无线通信系统中的无线信号穿过诸如墙壁、玻璃等透射介质后，到达待预测目标点时的场强预测过程。如图1所示，在本申请实施例提供的一个无线信号透射传播模型中，发射点S发射的无线信号的波束11的传播路径为发射点S->入射点A->待预测目标点R，即波束11在穿过透射介质10时发生了透射并到达了待预测目标点R(子波束12)，且波束11还在入射点A处发生了反射，波束11的一部分，即子波束13沿反射路径A->B传播，未能达到待预测目标点R。其中，虚直线UV为与透射介质10的的边界所在平面的法线，θ为入射角(无线信号入射方向S->A与法线UV的夹角)。
其中，无线信号是指承载了信息的电磁波，可以是第二代移动通信(2ndGeneration，2G)、第三代移动通信(3rd Generation，3G)、第四代移动通信(4tdGeneration，4G)，以及无线连接(Wireless Fidelity，WIFI)、蓝牙(bluetooth)等任何一种形式的射频信号。
在现有技术中，通常根据透射介质10的磁导率确定透射系数，并根据透射系数计算待预测目标点R接收到的无线信号场强，计算方法较复杂，效率较低。
如图2所示，本申请实施例提供了一种无线信号在居民楼、商场等建筑物内部的场强预测方法，该方法可以应用于无线网络的规划设计中，也可以应用于现有无线网络的性能测试和优化升级中。该方法将在下文详细描述，此处不再赘述。
在一个实施例中，可以根据建筑物内部空间的分布情况，在建筑物内部随机或均匀地选取多个待预测目标点。例如，可以选取该建筑物每个房间内的4个角、每个房间中心位置，每个房间门窗所在位置等作为待预测目标点。然后对上述各个待预测目标点处接收到的无线信号的场强进行预测，从而可以统计上述建筑物内部各个房间内的各个待预测目标点接收到的无线信号的场强分布规律，以便根据场强分布规律完成针对该建筑物内部的无线网络规划方案。
在如图1所示的示例中，无线信号的波束11由诸如基站等发射点S发出，经由透射介质10进入建筑物，达到待预测目标点R。诚然，在实际应用中，上述建筑物可以是设置有门窗等缺口的建筑物，也可以是全封闭的建筑物。
如图2所示，该方法具体包括：
步骤201、接收输入的在建筑物内部的待预测目标点R的位置。
在一个实施例中，待预测目标点R的位置可以是，在一个预先建立的包含了坐标系的无线信号传播模型中，待预测目标点R在该坐标系中的坐标。其中，上述坐标系可以是直角坐标，也可以是极坐标，本申请对此不作限定。
在一个实施例中，接收输入的在建筑物内部的待预测目标点R的位置，可以通过上述建立了无线信号传播模型的软硬件系统提供的人机接口进行。例如，可以通过该软硬件系统提供的人机界面，输入待预测目标点R的直角坐标。
在另一个实施例中，接收输入的在建筑物内部的待预测目标点R的位置，还可以在上述包含坐标系的无线信号传播模型在软硬件系统的显示设备上所显示的地图中，通过鼠标点击动作选择待预测目标点R，以便该软硬件系统根据上述点击动作自动确定待预测目标点R的坐标。
步骤202、在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强。
其中，透射介质可以包括构成了建筑物边界的、且无线信号在从建筑物外部进入到建筑物内部过程中所需要穿过的墙壁、玻璃等各种类型的实体。透射介质的相对介电常数通常与透射介质的介质类型有关，不同类型的透射介质的相对介电常数往往不同。例如，如图4所示，玻璃的相对介电常数较大，为6.27，而木材的相对介电常数较小，为1.99。
在一个实施例中，可以预先测定诸如玻璃、木材等由单一材料构成的各种类型透射介质的相对介电常数，并记录在透射介质的介质类型与该透射介质的相对介电常数之间的对应关系表中，当输入介质类型时，上述软硬件系统可以从上述对应关系表中自动查询该类型透射介质的相对介电常数。
在另一个实施例中，也可以预先测定诸如混凝土等由沙子、水泥、钢筋等多种材料构成的混合类型透射介质的相对介电常数，并记录在透射介质的介质类型与该透射介质的相对介电常数之间的对应关系表中，当输入该种混合类型透射介质的介质类型时，上述软硬件系统也可以从上述对应关系表中自动查询该混合类型透射介质的相对介电常数。
此外，发射点的位置和建筑物的边界位置，与步骤201中输入待预测目标点的位置的方法相同，此处不再赘述。
发射点的发射场强是指发射点发射的无线信号的在发射点处的场强。在本申请实施例中，发射场强可以用一个矢量来表示。在无线信号从发射点向待预测目标点传播的过程中，无线信号的场强会由于在空气中的直线传播(直射)、以及遇到障碍物时发生的反射、绕射、透射等原因而衰减，也会由于遇到障碍物时发生的反射、绕射、透射等原因而改变无线信号的传播方向。因此，待预测目标点接收到的无线信号的场强，往往是该无线信号沿多个传播路径到达待预测目标点处的多个无线信号的矢量叠加。
在实际应用中，若待预测目标点距离发射点较远、或者由于反射、绕射、透射等原因使得无线信号的能量衰减严重，可能导致待预测目标点接收到的场强太小，不能满足无线通信的最低要求。因此，为了保证无线信号在建筑物内部也能具备良好的覆盖能力，有必要对建筑物内部的待预测目标点接收到的无线信号的场强进行预测，以便根据预测结果对无线网络进行规划。
在一个实施例中，如图3所示，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强，具体可以实现为步骤301和步骤302：
步骤301、根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置，确定透射系数。
在一个实施例中，在无线信号为垂直极化波的情况下，透射系数的计算公式为：
Figure BDA0001416753930000081
其中，T为透射系数，θ为无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到建筑物的边界的入射角，通过待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为透射介质的相对介电常数。
在另一个实施例中，在无线信号为水平极化波的情况下，透射系数的计算公式为：
Figure BDA0001416753930000091
其中，T为透射系数，θ为无线信号从发射点向待预测目标点照射时入射到建筑物的边界的入射角，通过待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为透射介质的相对介电常数。
为简单起见，以二维直角坐标系为例说明如何计算透射系数T。在如图1所示的二维直角坐标系中，发射点S的坐标为(Sx,Sy)，待预测目标点R的直角坐标为(Rx,Ry)，则公式(1)和(2)中的入射角θ可以由下述公式确定：
Figure BDA0001416753930000092
需要说明的是，无线信号在从发射点S穿过透射介质10到达待预测目标点R的过程中，透射路径A->R的方向与发射路径S->A的方向往往是不同的，因此入射角θ通常与出射角(透射路径A->R与透射介质10的表面的法线UV之间的夹角)不同。在实际应用中，待预测目标点R为建筑物内部的点，无线信号在建筑物内部的传播距离通常较小，且透射介质10的厚度通常也远小于发射路径S->A的长度。为了简化计算过程，在本申请实施例中，以发射点S与待预测目标点R之间的直线与透射介质10的透射界面之间的交点A作为入射点，以该直线与透射介质10的边界的法线UV之间的夹角作为入射角θ。
步骤302、根据确定的透射系数、发射点的发射场强、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置，确定无线信号在待预测目标点的透射场强。
在一个实施例中，发射点的发射场强可以通过上述软硬件系统提供的人机接口输入。在另一个实施例中，发射点的发射场强也可以使用上述软硬件系统中的预设值。
在一个实施例中，确定无线信号在待预测目标点的透射场强是指，根据确定的透射系数、发射点的发射场强、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置，利用公式(4)计算无线信号在待预测目标点的透射场强。公式(4)为：
Figure BDA0001416753930000101
其中，ER1是无线信号在待预测目标点的透射场强，E1为发射点的发射场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为无线信号的波长，d1为无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到建筑物的边界的入射点与发射点的距离，通过待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的交点的位置与发射点的位置之间距离确定。
例如，如图1所示，发射点S与待预测目标点R之间的直线与建筑物边界的交点A即为入射点，入射点A与发射点S之间的距离即为d1。与d1相比，诸如建筑物墙体、玻璃等透射介质的厚度一般较小，且无线信号在建筑物内部的传播距离也较短，即入射点A至待预测目标点R之间的直线距离较短，因此在本申请实施例中，使用入射点A与待预测目标点R之间的直线距离代替d1。例如，在如图1所示的二维直角坐标系中，若发射点S的坐标为(Sx,Sy)，待预测目标点R的直角坐标为(Rx,Ry)，则d1可以由下述公式确定：
Figure BDA0001416753930000102
需要说明的是，由公式(1)和(2)可知，在本申请实施例中，透射系数T的取值与透射介质的磁导率无关。与现有技术相比，本申请实施例简化了透射系数T的计算方法，从而简化了建筑物内部的透射场强的预测方法，提高了预测透射场强的效率。
步骤203、输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强。
其中，输出确定的透射场强是指，可以通过任何输出接口输出确定的透射场强，以供网络规划人员参考。例如，可以采用文字、图表等各种形式将确定的透射场强显示在上述软硬件系统的显示屏上，也可以将确定的透射场强打印出来。
本申请实施例提供的无线通信中对无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强进行预测的方法，能够在不考虑诸如建筑物墙体、玻璃等透射介质的磁导率的情况下，预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强。在现有技术中，通常需要考虑透射介质的磁导率预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，预测计算量较大，效率较低。而在实际应用中，将建筑物内部空间和外部空间隔离开的不同类型透射介质的磁导率相差不大。因此，在本申请实施例中，不再考虑透射介质的磁导率对预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强所产生的影响，简化了预测方法，减少了计算量，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的透射场强的效率。
需要说明的是，公式(1)至(4)仅仅考虑了无线信号从发射点S到待预测目标点R之间的一条传播路径的透射场强的计算方法。而在实际应用中，发射点S发射的无线信号可能包括不同发射方向的多个波束，待预测目标点R处接收到的无线信号可能包括经过不同传播路径的多个子波束，其中子波束可以包括通过直射、反射、透射和绕射中的至少一种传播方式的多条传播路径的子波束，因此在预测待预测目标点R处的场强时，需要分别预测待预测目标点R接收到的上述多个子波束的场强，并将上述多个子波束的场强进行矢量叠加，以预测待预测目标点R处的总场强。
如图5所示，本申请实施例还提供了另一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法，其中，无线信号由发射点发出，经由带缺口的透射介质进入建筑物，该方法具体包括：
步骤501、接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置。
步骤502、在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强。
其中，步骤501与步骤201相同，步骤502与步骤202相同，待预测目标点的透射场强ER1可以根据步骤202提供的公式(1)至(4)进行预测，此处不再赘述。
步骤503、根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的直射场强。
其中，直射场强是无线信号经缺口直射到达待预测目标点的场强。
如图6所示，在本申请实施例提供的另一个无线信号传播模型中，发射点S发射的波束14通过建筑物的缺口处直射进入建筑物内部，并到达建筑物内部的待预测目标点R，则待预测目标点R接收到的直射场强的计算公式如下：
Figure BDA0001416753930000121
其中，ER2为待预测目标点R处接收到的、由发射点S发射的波束14的场强，E2为波束14在发射点S处的场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为无线信号波长，d2为发射点S与待预测目标点R之间的直线距离。
在如图6所示的二维直角坐标系中，假定发射点S的坐标为(Sx,Sy)，待预测目标点R的直角坐标为(Rx,Ry)，则d2可以由公式(7)确定。
Figure BDA0001416753930000122
步骤504、根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的绕射场强，其中绕射场强是无线信号在缺口的边缘点产生的绕射到达待预测目标点的场强。
其中，缺口位置的输入方式与发射点的位置的输入方式相同，此处不再赘述。
如图7所示，在本申请实施例提供的一个无线信号绕射传播模型中，透射介质10为有缺口的透射介质，例如，设置有打开的窗户的建筑物墙体。其中，发射点S发射的波束15的一条传播路径为发射点S->绕射点C->待预测目标点R。其中，绕射点C为该建筑物缺口边缘上的一个点，波束15在经过绕射点C时发生了绕射，其中子波束16到达了待预测目标点R，而子波束17未能到达待预测目标点R。其中，α为波束15与透射介质10的表面之间的夹角，β为子波束16与波束15之间的夹角。
如图6所示，可以根据散射点C接收到的波束14的场强，以及待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置，预测待预测目标点R处接收到的子波束15的场强，即待预测目标点R处接收到的散射场强ER3。其中，待预测目标点R处接收到的散射场强ER3的计算公式如下：
Figure BDA0001416753930000131
其中，EC为波束15到达绕射点C的场强，可以参照步骤503中的直射场强的预测方法进行预测，此处不再赘述。
以及，A为扩散因子，对于平面波和柱面波有
Figure BDA0001416753930000132
对于球面波有
Figure BDA0001416753930000133
d3为绕射点C与待预测目标点R之间的直线距离,d4为发射点与绕射点C之间的直线距离，D为绕射系数，其计算公式为：
D＝D(1)+D(2)+D(3)+D(4) (9)
Figure BDA0001416753930000134
Figure BDA0001416753930000135
Figure BDA0001416753930000141
Figure BDA0001416753930000142
Figure BDA0001416753930000143
L为扩散因子，对于平面波，L＝d3，对于球面波，
Figure BDA0001416753930000144
对于柱面波，
Figure BDA0001416753930000145
r1为柱面波入射前在劈边上的曲率半径，r2为发射点到劈边的垂直距离。α为入射面与参考面的夹角，β为绕射面与参考面的夹角。F(x)的计算公式为：
Figure BDA0001416753930000146
步骤505、根据透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强。
根据透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强，作为预测的待预测目标点的场强，具体包括：将待预测目标点接收到的透射场强、直射场强、绕射场强，按照矢量叠加的方式，确定待预测目标点的总场强。
待预测目标点R处接收到的总场强为透射场强和绕射场强的矢量叠加，其计算公式为：
ER＝ER1+ER2+ER3 (16)
需要注意的是，在某些场景下，待预测目标点接收到的各个子波束，可能不会包括如公式(16)中所述的透射、直射和绕射等所有类型传播方式到达待预测目标点的子波束。例如，如图1所示，由于透射介质10的遮挡，待预测目标点R只接收到了通过透射传播方式到达的子波束12，则待预测目标点R处的总场强只包括ER1。
还需要注意的是，为了便于说明，在本申请实施例提供的图1、图6和图7所示的无线信号传播模型中，均只包含了一个发射点S。然而在实际应用中，发射点S可能不止一个。例如，在支持载波聚合(Carrier Aggregation，CA)的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中，建筑物内部的用户设备(User Equipment，UE)可以同时接收来自2个基站的无线信号。因此，确定建筑物内部待预测目标点的总场强，需要在确定所有发射点发射的、经过所有传播路径到达待预测目标点的所有子波束的场强的基础上，将上述所有子波束的场强进行矢量叠加，以确定待预测目标点的总场强。
步骤506、输出确定的总场强，作为预测的待预测目标点的场强。
其中，输出总场强的方法与步骤203相同，此处不再赘述。
本申请实施例提供的无线信号在建筑物内部的场强预测方法，能够在不考虑诸如建筑物墙体、玻璃等透射介质的磁导率的情况下，预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强。在现有技术中，通常需要考虑透射介质的磁导率预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，预测方法计算量较大，效率较低。而在实际应用中，将建筑物内部空间和外部空间隔离开的不同类型透射介质的磁导率相差不大。因此，在本申请实施例中，不再考虑透射介质的磁导率对预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，简化了预测方法，减少了计算量，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的透射场强的效率，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的总场强的效率。
如图8所示，本申请实施例提供了一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置80，用于实现如图2所示的方法流程。其中，无线信号由发射点发出，经由透射介质进入建筑物。
如图8所示，装置80包括：
通信接口81，用于接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
处理器82，用于在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强；
通信接口81，还用于输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强。
本申请实施例提供的无线信号在建筑物内部的场强预测装置80，能够在不考虑诸如建筑物墙体、玻璃等透射介质的磁导率的情况下，预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强。在现有技术中，通常需要考虑透射介质的磁导率预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，预测方法计算量较大，效率较低。而在实际应用中，将建筑物内部空间和外部空间隔离开的不同类型透射介质的磁导率相差不大。因此，在本申请实施例中，不再考虑透射介质的磁导率对预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，简化了预测方法，减少了计算量，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的透射场强的效率。
在如图8所示的无线信号在建筑物内部的场强预测装置80的基础上，还可以实现为如图8所示另一种实现方式，用于实现如图3所示的方法流程，其中
处理器82，还用于根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置，确定透射系数；
处理器82，还用于根据确定的透射系数、发射点的发射场强、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置，确定无线信号在待预测目标点的透射场强。
在一个实施例中，处理器，还用于在无线信号为垂直极化波的情况下，根据透射系数的计算公式确定透射系数，其中，透射系数的计算公式为：
Figure BDA0001416753930000171
其中，T为透射系数，θ为无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到建筑物的边界的入射角，通过待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为透射介质的相对介电常数。
在另一个实施例中，处理器，还用于在无线信号为水平极化波的情况下，根据透射系数的计算公式确定透射系数，其中，透射系数的计算公式为：
Figure BDA0001416753930000172
其中，T为透射系数，θ为无线信号从发射点向待预测目标点照射时入射到建筑物的边界的入射角，通过待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为透射介质的相对介电常数。
在一个实施例中，处理器，还用于根据无线信号在待预测目标点的透射场强的计算公式，确定无线信号在待预测目标点的透射场强，其中，无线信号在待预测目标点的透射场强的计算公式为：
Figure BDA0001416753930000173
其中，ER1是无线信号在待预测目标点的透射场强，E1为发射点的发射场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为无线信号的波长，d1为无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到建筑物的边界的入射点与发射点的距离，通过待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的交点的位置与发射点的位置之间距离确定。
如图9所示，本申请实施例还提供了一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置90，无线信号由发射点发出，经由带缺口的透射介质进入建筑物，装置90包括：
通信接口91，用于接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
处理器92，用于在不考虑透射介质的磁导率的情况下，根据透射介质的相对介电常数、待预测目标点的位置、发射点的位置、建筑物的边界位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的透射场强；
处理器91，还用于根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的直射场强,直射场强是无线信号经缺口直射到达待预测目标点的场强；
处理器92，还用于根据待预测目标点的位置、发射点的位置、缺口位置、发射点的发射场强，确定无线信号在待预测目标点的绕射场强，其中绕射场强是无线信号在缺口的边缘点产生的绕射到达待预测目标点的场强；
处理器92，还用于根据透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强；
通信接口91，还用于输出确定的总场强，作为预测的待预测目标点的场强。
本申请实施例提供的无线信号在建筑物内部的场强预测装置90，能够在不考虑诸如建筑物墙体、玻璃等透射介质的磁导率的情况下，预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强。在现有技术中，通常需要考虑透射介质的磁导率预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，预测方法计算量较大，效率较低。而在实际应用中，将建筑物内部空间和外部空间隔离开的不同类型透射介质的磁导率相差不大。因此，在本申请实施例中，不再考虑透射介质的磁导率对预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的场强，简化了预测方法，减少了计算量，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的透射场强的效率，从而提高了预测无线信号在建筑物内部的待预测目标点的总场强的效率。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该计算机程序加载到计算机上被计算机执行时，使计算机执行如图2或图3所示的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该计算机程序加载到计算机上被计算机执行时，使计算机执行如图6所示的方法。
其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法，所述无线信号由发射点发出，经由透射介质进入所述建筑物，其特征在于，所述方法包括：
接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
在不考虑所述透射介质的磁导率的情况下，根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强；
所述根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强,确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强，具体包括：
根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定透射系数；
根据确定的透射系数、所述发射点的发射场强、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
在所述无线信号为垂直极化波的情况下，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000011
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
在所述无线信号为水平极化波的情况下，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000021
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点照射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000022
其中，ER1是无线信号在所述待预测目标点的透射场强，E1为发射点的发射场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为所述无线信号的波长，d1为所述无线信号从所述发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射点与所述发射点的距离，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的交点的位置与发射点的位置之间距离确定。
2.一种无线信号在建筑物内部的场强预测方法，所述无线信号由发射点发出，经由带缺口的透射介质进入所述建筑物，其特征在于，所述方法包括：
接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
在不考虑所述透射介质的磁导率的情况下，根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
所述根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强,确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强，具体包括：
根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定透射系数；
根据确定的透射系数、所述发射点的发射场强、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
在所述无线信号为垂直极化波的情况下，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000031
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
在所述无线信号为水平极化波的情况下，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000032
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点照射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000033
其中，ER1是无线信号在所述待预测目标点的透射场强，E1为发射点的发射场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为所述无线信号的波长，d1为所述无线信号从所述发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射点与所述发射点的距离，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的交点的位置与发射点的位置之间距离确定；
根据所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、缺口位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的直射场强，所述直射场强是无线信号经所述缺口直射到达所述待预测目标点的场强；
根据所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述缺口位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的绕射场强，其中绕射场强是无线信号在所述缺口的边缘点产生的绕射到达所述待预测目标点的场强；
根据所述透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强；
输出确定的总场强，作为预测的待预测目标点的场强。
3.一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置，所述无线信号由发射点发出，经由透射介质进入所述建筑物，其特征在于，所述装置包括：
通信接口，用于接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
处理器，用于在不考虑所述透射介质的磁导率的情况下，根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
所述通信接口，还用于输出确定的透射场强，作为预测的待预测目标点的场强；
所述处理器，还用于根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定透射系数；
所述处理器，还用于根据确定的透射系数、所述发射点的发射场强、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
所述处理器，还用于在所述无线信号为垂直极化波的情况下，根据所述透射系数的计算公式确定透射系数，其中，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000051
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
所述处理器，还用于在所述无线信号为水平极化波的情况下，根据所述透射系数的计算公式确定透射系数，其中，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000052
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点照射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
所述处理器，还用于根据所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强的计算公式，确定所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强，其中，所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000061
其中，ER1是无线信号在所述待预测目标点的透射场强，E1为发射点的发射场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为所述无线信号的波长，d1为所述无线信号从所述发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射点与所述发射点的距离，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的交点的位置与发射点的位置之间距离确定。
4.一种无线信号在建筑物内部的场强预测装置，所述无线信号由发射点发出，经由带缺口的透射介质进入所述建筑物，其特征在于，所述装置包括：
通信接口，用于接收输入的在建筑物内部的待预测目标点的位置；
处理器，用于在不考虑所述透射介质的磁导率的情况下，根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
所述处理器，还用于根据所述透射介质的相对介电常数、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定透射系数；
所述处理器，还用于根据确定的透射系数、所述发射点的发射场强、所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述建筑物的边界位置，确定无线信号在所述待预测目标点的透射场强；
所述处理器，还用于在所述无线信号为垂直极化波的情况下，根据所述透射系数的计算公式确定透射系数，其中，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000062
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
所述处理器，还用于在所述无线信号为水平极化波的情况下，根据所述透射系数的计算公式确定透射系数，其中，所述透射系数的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000071
其中，T为透射系数，θ为所述无线信号从发射点向待预测目标点照射时入射到所述建筑物的边界的入射角，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的夹角的余角确定，ε为所述透射介质的相对介电常数；
所述处理器，还用于根据所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强的计算公式，确定所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强，其中，所述无线信号在所述待预测目标点的透射场强的计算公式为：
Figure FDA0002907157180000072
其中，ER1是无线信号在所述待预测目标点的透射场强，E1为发射点的发射场强，k＝2π/λ为波矢量，λ为所述无线信号的波长，d1为所述无线信号从所述发射点向待预测目标点发射时入射到所述建筑物的边界的入射点与所述发射点的距离，通过所述待预测目标点的位置、发射点的位置之间的直线与建筑物的边界的交点的位置与发射点的位置之间距离确定；
所述处理器，还用于根据所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、缺口位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的直射场强，所述直射场强是无线信号经所述缺口直射到达所述待预测目标点的场强；
所述处理器，还用于根据所述待预测目标点的位置、所述发射点的位置、所述缺口位置、所述发射点的发射场强，确定无线信号在所述待预测目标点的绕射场强，其中绕射场强是无线信号在所述缺口的边缘点产生的绕射到达所述待预测目标点的场强；
所述处理器，还用于根据所述透射场强、直射场强、绕射场强，确定总场强；
所述通信接口，还用于输出确定的总场强，作为预测的待预测目标点的场强。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序加载到计算机上被计算机执行时，使计算机执行如权利要求1所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序加载到计算机上被计算机执行时，使计算机执行如权利要求2所述的方法。
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