CN108668289B - 一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法 - Google Patents

一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法，能够精确的划分内部边界。所述方法包括：确定每个基站的核心区域和可选区域，其中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域；对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域；根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域。本发明适用于移动通信网络中待优化区域边界的确定操作。

Description

一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是指一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法。
背景技术
网络规划通常是指在初始阶段对移动通信中网络工程的粗略估计与布局的考虑；网络优化则是通过对规划中粗略估算的参数进行调优，以达到更好的覆盖效果；其中，网络规划流程如图1所示。
覆盖效果通常是使用网络覆盖率来衡量，覆盖率越高，覆盖效果越好。网络覆盖率是指符合覆盖条件(例如，参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power，RSRP)的阈值，信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)的阈值等，由用户自行设定，改变相应参数即可)的区域占整体区域的比例。因此，整体区域边界的选定方法直接影响到覆盖率的计算。
但如何判定边界，边界的形状如何，尚无严格标准。人们的普遍认知认为，点与点是否有关是判定边界的条件之一，一般来说，以两点之间距离作为是否有关的判定标准。有关，则两点相连，无关，则不连接。条件其二，边界一般是指用两点线段相连而成的闭合图形，图形可包含所有两点线段，且所用线段数量最少。由于网络优化工程的实际需要，需要将原闭合图形向外进行一定的扩展，所以需要将线段也向扩展方向扩展及延长，如图2所示。
图2中，黑色点代表样本点，图2(a)中五边形为根据样本点确定的边界点，图2(b)中五边形和六边形为根据样本点确定的边界点，其中，六边形为新增边界点，可看出图2(b)勾勒的区域更符合样本点形成的区域样式，即符合人们对该图形边界的普遍认知，且构成的区域面积更符合实际要求。因为图2(a)中将AB；BC；DE；FG都认为是相关点，而图2(b)中认为上述点无关，没有将它们相连，所以构成的新边界效果更好。(由于其他相关点之间的线段被图形包含，未画出)
现有技术中，主要采用人工描边的方法，或是利用凸包算法寻找最外侧基站，然后将最外侧基站相连，进行外扩，形成边界。
人工描边就是由工程师凭个人感觉，手工绘制一条并不精细的边界。
解决二维平面内凸多边形边界问题的凸包算法有很多，例如，Jarvis算法，Jarvis算法步骤包括：
1)找出点集p中y轴坐标最小的点，若存在多个这样的点，则取最左边的点记为p0，该点必为凸包的顶点。
2)从点p0向右引一条平行于x轴的射线，即为l0。
3)沿着点p0逆时针旋转射线l0，直到射线l0再次与点集内的点相交；若这样的交点有2个或2个以上，则按y轴坐标升序排列这些点，记为p1,p2,...,pm；p1,p2,...,pm必为凸包上的顶点；记过p0,p1,p2,..,pm的直线为p0pm。
4)以pm为中心点，重复步骤3)直到重新回到点p0为止，即可求得点集p的凸包的全部顶点。
现有技术中，采用人工描边时，由于没有统一的标准，因此寻找边界的效果各不相同，而且人工寻找边界往往只勾勒大体形状，不会逐点判定是否属于边界点，因此，人工描边的效果不稳定，且当人工描边越精细时，投入的时间与精力会越多。凸包算法则由于在实际问题中遇到的图形大多不是凸多边形，且内部可能会有孔洞。利用凸包算法寻找出来的边界会包含了大量不应被计算在内的区域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法，以解决现有技术所存在的人工描边耗时费力、无统一标准、效果不稳定、凸包算法确定的边界包含了大量不应被计算在内的区域的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法，包括：
确定每个基站的核心区域和可选区域，其中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域；
对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域；
根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域。
进一步地，所述确定每个基站的核心区域和可选区域包括：
将每个基站的可能覆盖区域表示为一个以当前基站为中心，外接圆半径为r的N边形核心区域和N个从所述核心区域的N条边向外延伸固定长度的可选区域组成。
进一步地，若N个从所述核心区域的N条边向外延伸固定长度的可选区域的外接圆半径为R，则所述固定长度＝R-r。
进一步地，所述对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域包括：
对每个基站的N个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交；
若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域。
进一步地，所述对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域包括：
对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交；
若相交，则标记当前可选区域是待覆盖区域。
进一步地，所述方法还包括：
若不相交，则标记当前可选区域不是待覆盖区域。
进一步地，所述根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域包括：
根据每个基站的核心区域和标记为待覆盖区域的可选区域，绘制每个基站的覆盖区域。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，确定每个基站的核心区域和可选区域，其中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域；对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域；根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域；这样，可以按照确定的边界进行判定，从而精细的勾勒出基站点集边界形状，能够适应凸或非凸等各种形状的区域，对于内部有孔洞的区域也可精确的划分内部边界，且能够节省人力和时间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的网络规划流程示意图；
图2(a)为本发明实施例提供的边界点对于区域划分的影响示意图一；
图2(b)为本发明实施例提供的边界点对于区域划分的影响示意图二；
图3为本发明实施例提供的移动通信网络待优化区域边界的提取方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的1个基站的核心区域和可选区域示意图；
图5为本发明实施例提供的待覆盖区域选择示意图；
图6为本发明实施例提供的2个基站域和可选区域示意图；
图7为本发明实施例提供的2个基站的覆盖区域示意图；
图8为本发明实施例提供的11个基站的覆盖区域示意图；
图9为本发明实施例提供的凸多边形区域示意图；
图10为本发明实施例提供的针对凸多边形区域，凸包算法和移动通信网络待优化区域边界的提取方法的提取效果示意图；
图11为本发明实施例提供的凹多边形示意图；
图12为本发明实施例提供的针对凹多边形区域，凸包算法和移动通信网络待优化区域边界的提取方法的提取效果示意图；
图13为本发明实施例提供的内部有较大孔洞的多边形；
图14为本发明实施例提供的针对内部有较大孔洞的多边形，凸包算法和移动通信网络待优化区域边界的提取方法的提取效果示意图。
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。
本发明针对现有的人工描边耗时费力、无统一标准、效果不稳定、凸包算法确定的边界包含了大量不应被计算在内的区域的问题，提供一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法。
如图3所示，本发明实施例提供的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，包括：
S101，确定每个基站的核心区域和可选区域，其中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域；
S102，对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域；
S103，根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域。
本发明实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，确定每个基站的核心区域和可选区域，其中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域；对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域；根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域；这样，可以按照确定的边界进行判定，从而精细的勾勒出基站点集边界形状，能够适应凸或非凸等各种形状的区域，对于内部有孔洞的区域也可精确的划分内部边界，且能够节省人力和时间。
在前述移动通信网络待优化区域边界的提取方法的具体实施方式中，进一步地，所述确定每个基站的核心区域和可选区域包括：
将每个基站的可能覆盖区域表示为一个以当前基站为中心，外接圆半径为r的N边形核心区域和N个从所述核心区域的N条边向外延伸固定长度的可选区域组成。
在前述移动通信网络待优化区域边界的提取方法的具体实施方式中，进一步地，若N个从所述核心区域的N条边向外延伸固定长度的可选区域的外接圆半径为R，则所述固定长度＝R-r。
本实施例中，可以将每个基站的可能覆盖区域表示为一个以基站为中心，外接圆半径为r的N边形(可以以六边形为例，此时，N＝6)核心区域(M)和N个从各条边向外延伸固定长度(R-r)的可选区域(A,B,C,D,E,F…)组成，如图4所示：
本实施例中，以基站为中心的N边形加外部N个可选区域来模拟基站的可能覆盖区域，这N个外部可选区域是根据周围情况动态变化的，N取值越大，基站的可能覆盖区域越精确。
本实施例中，核心区域外接圆半径r、可选区域外接圆半径R可根据不同情况进行修改。
本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，相比简单地将外部边缘基站相连构成边界，本实施例通过多出一部分合理的外部延伸区域(即：可选区域)，能保证基站连线外部合理范围内的用户被覆盖，更符合现实条件，因为不会有其他覆盖区域与外部基站的外侧可选区域相交，从而避免外部延伸区域过远而导致的无意义覆盖区域。
本实施例中，针对内部有孔洞的区域，例如，某区域内部有一片湖或一块荒野，那么必然导致该孔洞区域内部无基站，那么围绕孔洞区域的基站可选区域不会有与之相交的其他区域，因此，本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法所产生的覆盖区域就会将该孔洞区域圈出剔除，不作为覆盖区域。这样，在做移动通信网络优化的时候就可以避免因不同地形地貌原因而导致的覆盖区域不同的情况，覆盖率标准在不同地形情况下得以统一。
在前述移动通信网络待优化区域边界的提取方法的具体实施方式中，进一步地，所述对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域包括：
对每个基站的N个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交；
若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域。
本实施例中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域，N个可选区域则根据是否与周围其他基站的核心区域或可选区域相交来判断是否作为待覆盖区域，如果可选区域与其他基站的核心区域或可选区域相交，则选择当前可选区域为待覆盖区域，否则，则不选择为待覆盖区域，如图5所示：
在前述移动通信网络待优化区域边界的提取方法的具体实施方式中，进一步地，所述对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域包括：
对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交；
若相交，则标记当前可选区域是待覆盖区域。
在前述移动通信网络待优化区域边界的提取方法的具体实施方式中，进一步地，所述方法还包括：
若不相交，则标记当前可选区域不是待覆盖区域。
在前述移动通信网络待优化区域边界的提取方法的具体实施方式中，进一步地，所述根据每个基站的核心区域和确定为待覆盖区域的可选区域，确定每个基站的覆盖区域包括：
根据每个基站的核心区域和标记为待覆盖区域的可选区域，绘制每个基站的覆盖区域。
综上，本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法涉及的算法可以描述为：
1)根据基站点集P，生成核心区域M，以及虚拟的可选区域(A,B,C,D,E,F…)；
2)将可选区域A,B,C,D,E,F均标记为0，其中，0表示不需要覆盖，1表示需要覆盖，具体的：
Figure BDA0001652152950000071
本实施例中，将所有基站通过上述算法对其可选区域进行标记，取并集即可得到所有基站的覆盖区域。
针对本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取算法进行举例：
记基站点集为P(以2个基站为例)，先将基站的核心区域和所有可选区域绘制出来，对每个基站的每个可选区域进行迭代求是否与其他区域相交，有相交则标记为1，无相交则标记为0，如图6所示，M1中C、D和M2中A、F标记为1，其余可选区域标记为0。标记完成后根据标记情况绘制覆盖区域，如图7所示。
如图8所示为11个基站的覆盖区域示意图，由图8可知，11个基站的覆盖区域是一个更加合理的非凸区域。
结合图9和图10，对本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法的有益效果进行说明：
图9是个凸多边形区域，图10是分别利用凸包算法和本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法计算得到的覆盖区域，中间虚线为凸包算法绘制的边界，黑色粗实线为本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法得到的边界。可见对于凸多边形区域，本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法比凸包算法向外延伸一定区域。在现实情况中，基站并不仅仅覆盖某方向以内的区域，周围的区域其实都会覆盖到，所以在该情况下凸包算法绘制的区域会导致覆盖区域不准确。
图11是典型的凹多边形，图12中中间虚线是通过凸包算法得到的边界，黑色粗实线是通过本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法得到的边界，由此可见，相比于凸包算法，本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法得到的边界更加拟合原始图形。
图13是内部有较大孔洞的多边形，图14中虚线边界为凸包算法绘制的边界，黑色粗实线为本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法得到的边界区域。现实情况中，如果有大片的湖泊或者河流时，湖泊区域是不作为基站覆盖区域的，凸包算法只是在基站最外侧寻找最小凸多边形，而对于区域内部基站密度小的区域不做任何处理；本实施例所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法在描绘外部区域的同时，针对内部大片没有基站的区域会进行剔除，从而描绘出该区域的内部孔洞。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种移动通信网络待优化区域边界的提取方法，其特征在于，包括：
确定每个基站的核心区域和可选区域，其中，核心区域是每个基站必须要覆盖的区域；
对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域；
将每个基站的核心区域和所有确定为待覆盖区域的可选区域作为所有基站的覆盖区域。
2.根据权利要求1所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，其特征在于，所述确定每个基站的核心区域和可选区域包括：
将每个基站的可能覆盖区域表示为一个以当前基站为中心、外接圆半径为r的N边形核心区域和N个从所述核心区域的N条边向外延伸固定长度的可选区域。
3.根据权利要求2所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，其特征在于，若N个从所述核心区域的N条边向外延伸固定长度的可选区域的外接圆半径为R，则所述固定长度＝R-r。
4.根据权利要求2所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，其特征在于，所述对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域包括：
对每个基站的N个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交；
若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域。
5.根据权利要求1所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，其特征在于，所述对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交，若相交，则确定当前可选区域为待覆盖区域包括：
对每个基站的每个可选区域进行迭代确定其是否与其他基站的核心区域或可选区域相交；
若相交，则标记当前可选区域是待覆盖区域。
6.根据权利要求5所述的移动通信网络待优化区域边界的提取方法，其特征在于，所述方法还包括：
若不相交，则标记当前可选区域不是待覆盖区域。
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