CN109302712B - 确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质，该方法包括：获取智能基站所处环境的环境信息，并根据所述环境信息识别所述智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；根据所述纹理信息和所述位置信息对所述智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境；确定所述三维模拟环境中的通信质量参数，根据所述通信质量参数确定通信质量最好的位置，并将所述通信质量最好的位置确定为所述智能基站的位置，所述通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量。本发明提供的确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质能够使智能基站选择出最佳放置位置，从而达到最优的通信性能。

Description

确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质。
背景技术
随着科学技术的发展，人们对移动网络质量的要求越来越高，使得基站的放置位置显得越来越重要。
现有技术中，在选择基站位置时，通常是根据用户的需求人为进行放置。另外，对于室外小基站，也可以采用无人机分发的方式进行放置。但是，对于室内小基站，尤其是在写字楼和居民楼内，则无法使用无人机分发的方式进行自动部署；当基站所处的环境改变时，基站无法调整其位置，导致资源不能合理应用；并且移动网络的覆盖有限，对于覆盖盲区以及网络较差的区域，造成终端设备无法正常使用，从而使得用户的体验较低，因此如何选择基站的放置位置，以达到最优的通信性能，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质，能够使智能基站选择出最佳放置位置，从而达到最优的通信性能。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种确定智能基站位置的方法，该方法包括：
获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；
根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境；
确定三维模拟环境中的通信质量参数，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，并将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置，通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量。
可选的，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，包括：
确定信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置；
将信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置，确定为通信质量最好的位置。
可选的，确定信道干扰值最小的位置，包括：
步骤A：分别计算三维模拟环境中第一位置和第二位置的信道干扰值；
步骤B：将第一位置的信道干扰值和第二位置的信道干扰值进行比较，并将信道干扰值较小的位置确定为新的第一位置；
步骤C：计算三维模拟环境中第三位置的信道干扰值，并将第三位置确定为新的第二位置；第三位置为三维模拟环境中不同于第一位置和第二位置的位置；
步骤D：重复执行步骤B-步骤C，直至计算出三维模拟环境中所有位置的信道干扰值，以确定出三维模拟环境中信道干扰值最小的位置。
可选的，确定信道干扰值最小的位置，包括：
步骤A：将三维模拟环境对应的第一区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；
步骤B：计算每个区域的中心位置处的信道干扰值；
步骤C：确定信道干扰值最小的区域，将信道干扰值最小的区域作为新的第一区域，并重复执行步骤A-步骤C，直至相邻两次计算出的信道干扰值之间的差小于预设值；
步骤D：将最后一次计算出的信道干扰值对应的中心位置确定为三维模拟环境中信道最小干扰值的位置。
可选的，确定系统吞吐量最大的位置，包括：
步骤E：分别计算三维模拟环境中第四位置和第五位置的系统吞吐量；
步骤F：将第四位置的系统吞吐量和第五位置的系统吞吐量进行比较，并将系统吞吐量较大的位置确定为新的第四位置；
步骤G：计算三维模拟环境中第六位置的系统吞吐量，并将第六位置确定为新的第五位置；第六位置为三维模拟环境中不同于第四位置和第五位置的位置；
步骤H：重复执行步骤F-步骤G，直至计算出三维模拟环境中所有位置的系统吞吐量，以确定出三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
可选的，确定系统吞吐量最大的位置，包括：
步骤E：将三维模拟环境对应的第四区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；
步骤F：计算每个区域的中心位置处的系统吞吐量；
步骤G：确定系统吞吐量最大的区域，将系统吞吐量最大的区域作为新的第四区域，并重复执行步骤E-步骤G，直至相邻两次计算出的系统吞吐量之间的差小于预设值；
步骤H：将最后一次计算出的系统吞吐量对应的中心位置确定为三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
可选的，所述方法还包括：
根据各散射体的纹理信息和位置信息，确定智能基站所处环境中无线信号的特征；
根据无线信号的特征，更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。
可选的，计算信道干扰，包括：
通过无线信道接收无线信号；
提取无线信号的特征信息，无线信号的特征信息包括信号的频率和功率；
根据无线信号的特征信息，确定无线信道的特征信息，无线信道的特征信息包括信道的频点和带宽；
根据无线信道的特征信息，计算信道干扰值。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种确定智能基站位置的装置，该装置包括：
获取模块，用于获取智能基站所处环境的环境信息；
识别模块，用于根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；
三维重构模块，用于根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境；
确定模块，用于确定三维模拟环境中的通信质量参数，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，并将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置，通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量。
可选的，确定模块，具体用于：
确定信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置；
将信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置，确定为所述通信质量最好的位置。
可选的，确定模块，具体用于：
步骤A：分别计算三维模拟环境中第一位置和第二位置的信道干扰值；
步骤B：将第一位置的信道干扰值和第二位置的信道干扰值进行比较，并将信道干扰值较小的位置确定为新的第一位置；
步骤C：计算三维模拟环境中第三位置的信道干扰值，并将第三位置确定为新的第二位置；第三位置为三维模拟环境中不同于第一位置和第二位置的位置；
步骤D：重复执行步骤B-步骤C，直至计算出三维模拟环境中所有位置的信道干扰值，以确定出三维模拟环境中信道干扰值最小的位置。
可选的，确定模块，具体还用于：
步骤A：将三维模拟环境对应的第一区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；
步骤B：计算每个区域的中心位置处的信道干扰值；
步骤C：确定信道干扰值最小的区域，将信道干扰值最小的区域作为新的第一区域，并重复执行步骤A-步骤C，直至相邻两次计算出的信道干扰值之间的差小于预设值；
步骤D：将最后一次计算出的信道干扰值对应的中心位置确定为三维模拟环境中信道最小干扰值的位置。
可选的，确定模块，具体用于：
步骤E：分别计算三维模拟环境中第四位置和第五位置的系统吞吐量；
步骤F：将第四位置的系统吞吐量和第五位置的系统吞吐量进行比较，并将系统吞吐量较大的位置确定为新的第四位置；
步骤G：计算三维模拟环境中第六位置的系统吞吐量，并将第六位置确定为新的第五位置；第六位置为三维模拟环境中不同于第四位置和第五位置的位置；
步骤H：重复执行步骤F-步骤G，直至计算出三维模拟环境中所有位置的系统吞吐量，以确定出三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
可选的，确定模块，具体还用于：
步骤E：将三维模拟环境对应的第四区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；
步骤F：计算每个区域的中心位置处的系统吞吐量；
步骤G：确定系统吞吐量最大的区域，将系统吞吐量最大的区域作为新的第四区域，并重复执行步骤E-步骤G，直至相邻两次计算出的系统吞吐量之间的差小于预设值；
步骤H：将最后一次计算出的系统吞吐量对应的中心位置确定为三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
可选的，装置还包括更新模块；其中，
确定模块，还用于根据各散射体的纹理信息和位置信息，确定智能基站所处环境中无线信号的特征；
更新模块，用于根据无线信号的特征，更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。
可选的，确定模块，具体用于：
通过无线信道接收无线信号；
提取无线信号的特征信息，无线信号的特征信息包括信号的频率和功率；
根据无线信号的特征信息，确定无线信道的特征信息，无线信道的特征信息包括信道的频点和带宽；
根据无线信道的特征信息，计算信道干扰值。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种智能基站，包括：
处理器；
存储器；以及
计算机程序；
其中，计算机程序被存储在存储器中，并且被配置为由处理器执行，计算机程序包括用于执行如第一方面的方法的指令。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序使得智能基站执行第一方面的方法。
本发明提供的确定智能基站位置的方法、智能基站及存储介质，通过获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；并根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境，通过确定三维模拟环境中的通信质量参数，并根据通信质量参数来确定通信质量最好的位置，最终将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置，通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量。由于通过识别智能基站所处环境的中各散射体的纹理信息和位置信息，并根据上述信息，智能基站对所处的环境进行三维重构，根据三维模拟环境中的通信质量参数可以确定出三维模拟环境中通信质量最好的位置，即信道干扰值最小或系统吞吐量最大的位置，当智能基站处在该通信质量最好的位置时，智能基站所覆盖区域的移动网络质量最佳，由此可以将通信质量最好的位置确定为智能基站的最佳放置位置，从而能够达到最优的通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明根据一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图。
图2是本发明根据另一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图。
图3是本发明根据又一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图。
图4是本发明根据再一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图。
图5是本发明根据再一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的装置的框图。
图7是根据另一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的装置的框图。
图8本发明实施例提供的一种智能基站的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的确定智能基站位置的方法可以适用于在室内或者室外环境中如何确定智能基站的放置位置。现有技术中，在选择基站位置时，通常是根据用户的需求人为进行放置。对于室外小基站，也可以采用无人机分发的方式进行放置。但是，对于室内小基站，则无法使用无人机分发的方式进行自动部署，因此，如何快速的确定智能基站的最佳放置位置，是目前亟待解决的技术问题。
本发明考虑到上述问题，提出一种通过获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；又根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境，通过确定三维模拟环境中的通信质量参数，最终将通信质量最好的位置确定为智能基站位置的方法，实现当智能基站处在三维模拟环境中通信质量最好的位置时，即信道干扰值最小或系统吞吐量最大的位置，智能基站所覆盖区域的移动网络质量最佳，由此可以将通信质量最好的位置确定为智能基站的最佳放置位置，从而达到最优的通信性能。
图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101，获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息。
在本步骤中，智能基站可以通过多种方式获取其所处环境的环境信息，在一种可能的实现方式中，智能基站可以通过搭载在智能基站上的摄像头和各种传感器来获取智能基站所处环境的环境信息，例如，可以通过深度相机、双目相机、单目相机或激光雷达等传感器。在另一种可能的实现方式中，也可以是由无人机或雷达采集到环境信息后，再将该环境信息发送给智能基站。
另外，环境信息可以包括如下信息中的至少一个：室内或室外的环境地图信息、场景信息和环境中主要的散射体，散射体可包括建筑物、墙体、家具、人体或机动车等。
在本步骤中，环境信息还包括智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；智能基站所处环境中的散射体可为影响无线信号在信道传播的物体，对环境中纹理识别的具体算法可为依据物体表观材质进行建模或基于全卷积神经网络的语义分割算法等，对散射体的纹理识别可得到散射体的大小与材质信息。散射体的位置识别主要采用定位算法计算散射体的位置，其中，定位算法包括红外线室内定位技术、超声波室内定位技术、蓝牙定位技术、射频识别技术、超宽带技术、Wi-Fi技术、ZigBee技术等。而当智能基站处于室内场景时，对于智能基站所处环境的散射体的位置识别，采用与上述不同的定位算法，具体可以包括与测距无关(range-free)的方法和基于测距(range-based)的方法，其中，与测距无关(range-free)的方法包括：质心算法和形内点测试法(approximate point-in-triangulation teat，APIT)；基于测距(range-based)的方法为依据测量节点间点到点的距离或角度信息，使用三边测量法、三角测量法或最大似然估计法估计节点位置的方法，其包括：到达时间法(time of arrival，TOA)、到达时间差(time difference of arrival，TDOA)、到达角度测距(angle of arrival，AOA)等定位算法。
步骤102，根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境。
在本步骤中，智能基站根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构时，可以通过即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping，SLAM)算法或三维重建(structure from motion，SFM)的算法进行，当然，也可以通过其他算法进行三维重构，只要能够根据环境信息重构出三维模拟环境即可，对于重构三维模拟环境的具体方法，本发明实施例在此不做限定。
步骤103，确定三维模拟环境中的通信质量参数，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，并将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置，通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量。
在本步骤中，通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量，信道干扰值是指信号在无线信道中受到干扰的大小，一般可以通过信干噪比来求其值，系统吞吐量是代表通信系统中的容量，其值越大通信性能越好，对于通信质量的好坏可能还受其他因素的影响，但本发明在此不予考虑。
在本步骤中，通信质量参数确定通信质量最好的位置，包括：确定信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置；将信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置，确定为通信质量最好的位置。具体的，可以通过如下公式确定三维模拟环境中不同位置处的通信质量参数，具体的，通过公式(1)可确定出三维模拟环境中不同位置的信道干扰值，再通过公式(2)、(3)可确定出三维模拟环境中不同位置的系统吞吐量，进而确定出通信质量最好的位置。
Figure GDA0003162039140000091
其中，SINRm为通信系统中用户m处的信干噪比；Pm，m为通信系统中用户m接收到的来自智能基站m的接收功率；hm，m为通信系统中小区的用户m和智能基站m之间的信道；
Figure GDA0003162039140000092
为hm，m的转置；Pm，k为通信系统中用户m接收到的来自智能基站k的接收功率；hm，k为通信系统中小区的用户m和智能基站k之间的信道；
Figure GDA0003162039140000093
为hm，k的转置；wm为智能基站m处的波束赋形向量；σ2为系统中的噪音。
Rm＝E[log2(1+SINRm)] 公式(2)
Figure GDA0003162039140000094
其中，Rm为通信系统中每个小区的容量，E为求期望运算，SINRm为用户m处信干噪比；S为系统吞吐量,M为小区最大的用户数量。
在计算出三维模拟环境中不同位置处的通信质量参数之后，即可确定出信道干扰值最小或系统吞吐量最大的位置，由于当智能基站处于信道干扰最小位置或系统吞吐量最大位置时，智能基站所覆盖区域的移动网络质量最佳，因此，可以将信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置确定为智能基站的最佳放置位置。
在本实施例中，通过获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；并根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境；通过确定三维模拟环境中的通信质量参数，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，通信质量最好的位置可以包括信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置，并将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置，当智能基站处在信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置时，智能基站所覆盖区域的移动网络质量最佳，由此可以信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置确定为智能基站的最佳放置位置，从而能够达到最优的通信性能，这样既实现了智能基站最优位置的选择，更进一步实现了资源的自动计算和配置的智能性。
图2是本发明根据另一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图，本实施例在图1所示实施例的基础上，对如何确定三维模拟环境中信道干扰值最小的位置的过程，作详细说明，如图2所示，该确定方法包括以下步骤。
步骤201，获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息。
在本步骤中，环境信息在步骤101中已经详细说明，此处不再赘述。
步骤202，根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境。
在本步骤中，三维重构的方式与步骤102中类似，此处不再赘述。
步骤203，分别计算三维模拟环境中第一位置和第二位置的信道干扰值。
在本步骤中，第一位置为智能基站在三维模拟环境中的最初位置，第二位置为计算第一位置的信道干扰值后智能基站移动预设距离后的位置，第一位置与第二位置不相同，其中，预设距离可以根据经验或者实际情况进行设定，例如可以为5m，或者10m，对于预设距离的具体取值，本发明不做任何限制。
在具体的实现过程中，智能基站可以通过如下方式计算三维模拟环境中第一位置和第二位置的信道干扰值：通过无线信道接收无线信号，并提取无线信号的特征信息，该无线信号的特征信息包括信号的频率和功率，然后根据无线信号的特征信息，确定无线信道的特征信息，无线信道的特征信息包括信道的频点和带宽，最后根据无线信道的特征信息，计算信道干扰值。
具体的，智能基站通过无线信道接收无线信号，进而提取无线信号的特征信息，具体可以采用无监督的主成分分析算法(Principle Component Analysis，PCA)或有监督的线性判别式分析(Linear Discriminant Analysis，LDA)等算法对无线信号进行分析，得到无线信号的特征信息，其中，无线信号的特征信息包括信号的频率、功率和到达角等。
在提取出无线信号的特征信息后，将可以根据无线信号的特征信息，得到精确的无线信道的特征信息，其中，无线信道的特征信息包括信道的频点和带宽等。
根据无线信道的特征信息，利用电磁场、信道预测的方法，进行无线信道衰落模拟，通过对无线信道衰落模拟，根据得到的模拟参数，进行信道干扰计算，其中电磁场、信道预测的方法包括电磁计算(例如raytracing)方法、机器学习算法和数据挖掘方法等。
由于环境中的散射体会对信道干扰值有一定的影响，为了提高信道干扰值的准确性，还可以识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息，并根据各散射体的纹理信息和位置信息，确定智能基站所处环境中无线信号的特征，再根据无线信号的特征，更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。
具体的，在智能基站所处的环境中有散射体时，智能基站通过无线信道接收所处环境中的无线信号，进而提取无线信号的特征信息，根据上述分析方法对无线信号进行分析，确定出智能基站所处环境中的无线信号的特征信息，根据确定出的无线信号的特征信息，得到精确的无线信道的特征信息，根据该无线信道的特征信息，利用电磁场、信道预测的方法，进行无线信道衰落模拟，通过对无线信道的衰落模拟，根据得到的模拟参数，最终确定出智能基站所处环境中的信道干扰值，以此更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。举例说明，假设三维模拟环境中的散射体为桌子，当桌子的材质和放置位置不同时，桌子对传播环境中的无线信号会有不同的影响，因此智能基站计算出的信道干扰值不相同。当环境中散射体的纹理和位置发生改变时，智能基站会接收新的无线信号，以此更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值，不仅可以使信道干扰值更完整准确，而且在智能基站所处的三维模拟环境中的信息发生改变时，智能基站可通过实时更新的干扰值，来确定最小干扰值，进而可以重新自动部署智能基站最佳放置位置，达到优化组网的目的。
步骤204：将第一位置的信道干扰值和第二位置的信道干扰值进行比较，并将信道干扰值较小的位置确定为新的第一位置。
举例来说明，假设智能基站在三维模拟环境中的初始位置为A，即第一位置为A，智能基站计算出A位置处的信道干扰值为a，基智能站移动至第二位置B时，智能基站计算出B位置处的信道干扰值为b，假设干扰值a小于干扰值b，此时，将干扰值a对应的位置确定为新的第一位置A，且干扰值记为a。
步骤205：计算三维模拟环境中第三位置的信道干扰值，并将第三位置确定为新的第二位置；第三位置为三维模拟环境中不同于第一位置和第二位置的位置。
举例来说明，智能基站在三维模拟环境中又经过移动，至不同于第一位置A和第二位置B的第三位置C，智能基站计算第三位置的干扰值，将干扰值记为c，同时将第三位置C重新定义为新的第二位置B，干扰值记作c。
步骤206：重复执行步骤204-步骤205，直至计算出三维模拟环境中所有位置的信道干扰值，以确定出三维模拟环境中信道干扰值最小的位置。
在本步骤中，将智能基站在三维模拟环境中的新的第一位置A的信道干扰值a,与智能基站在三维模拟环境中新的第二位置B的信道干扰值c进行比较，假设干扰值a大于干扰值c,此时，将干扰值c对应的位置记为新的第一位置A，干扰值记为c，通过最小干扰迭代规则，重复执行上述步骤，直至计算出三维模拟环境中信道干扰的最小值，从而确定最小干扰值对应的位置，此位置即为智能基站的最佳放置位置。其中，最小干扰迭代规则为利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点，让计算机对智能基站所处三维模拟环境中两个不同位置的干扰计算进行重复执行，在每次执行这些步骤时，都从上次计算的结果中选择出干扰值较小的数值所对应的位置，再与又一新的位置进行干扰值的比较，最终在三维模拟环境中的得到最小干扰值的方法。
在本实施例中，根据智能基站获取所处的环境信息，通过三维重构，得到三维模拟环境，智能基站通过对模拟环境中不同位置的干扰值进行计算，采用最小干扰迭代规则进行最小干扰位置的确定，又根据各散射体的纹理信息和位置信息，确定智能基站所处环境中无线信号的特征信息，进而更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。不仅可以使信道干扰值更完整准确，而且在智能基站所处的三维模拟环境中的信息发生改变时，智能基站可通过实时更新的干扰值，来确定最小干扰值，进而可以重新自动部署基站最佳放置位置，达到优化组网的目的。
图3是本发明根据又一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图，本实施例在图1所示实施例的基础上，对如何确定三维模拟环境中信道干扰值最小的位置的过程，作详细说明，如图3所示，该确定方法包括以下步骤。
步骤301，获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息。
步骤301与步骤101类似，此处不再赘述。
步骤302，根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境。
在本步骤中，三维重构的方式与步骤102中类似，此处不再赘述。
步骤303，将三维模拟环境对应的第一区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置。
在本步骤中，可以通过随机划分的方式将第一区域划分为多个区域。为了使得确定出的智能基站的位置更加准确，在一种可能的划分方式中，可以按照平均划分的方式将第一区域进行划分。对于区域划分数量以及划分方式，本发明实施例不做限制。
步骤304，计算每个区域的中心位置处的信道干扰值。
在本步骤中，每个区域的中心位置的信道干扰值代表此区域中不同位置的干扰值。具体的，举例来说明，假设将三维模拟环境对应的第一区域划分为多个区域，并将每个区域中心位置分别标记为A、B、C、D、E、F……，智能基站计算出在A、B、C、D、E、F……位置的信道干扰值分别标记为a、b、c、d、e、f……，干扰值a、b、c、d、e、f……也代表所在区域的其他不同于中心位置的其他位置的信道干扰值。
步骤305：确定信道干扰值最小的区域，将信道干扰值最小的区域作为新的第一区域，并重复执行步骤303-步骤305，直至相邻两次计算出的信道干扰值之间的差小于预设值。
具体的，举例来说明，假设上述干扰值a、b、c、d、e、f……中最小的为c，那么最小干扰值对应的中心位置为C，将位置C所在的区域作为新的第一区域，再将C所在的新的第一区域，采用最小干扰迭代规则，重复执行步骤303-步骤305，直至相邻两次计算出的信道干扰之差小于预设值，预设值可以根据经验或者实际情况进行设定。对于预设值的取值，本发明实施例不做任何限定。
步骤306：将最后一次计算出的信道干扰值对应的中心位置确定为三维模拟环境中信道最小干扰值的位置。
在本步骤中，根据上述最小干扰迭代规则确定出的相邻两次信道干扰值之差小于预设值的两个中心位置，智能基站将最后一次计算出的信道干扰值对应的中心位置确定为三维模拟环境中信道最小干扰值的位置，此位置即为智能基站的最佳放置位置。
在本实施例中，根据智能基站获取所处的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息，通过三维重构，得到三维模拟环境，智能基站通过对模拟环境中各个区域中心位置的干扰值进行计算，采用最小干扰迭代规则进行最小干扰位置的确定，又根据各散射体的纹理信息和位置信息，确定智能基站所处环境中无线信号的特征信息，进而更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。不仅可以使信道干扰值更完整准确，而且在智能基站所处的三维模拟环境中的信息发生改变时，智能基站可通过实时更新的干扰值，来确定最小干扰值，进而可以重新自动部署智能基站最佳放置位置，达到优化组网的目的。
图4是本发明根据再一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图，本实施例在图1所示实施例的基础上，对如何确定三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置的过程，作详细说明，如图4所示，该确定方法包括以下步骤。
步骤401：获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息。
在本步骤中，环境信息在步骤101中已经详细说明，此处不再赘述。
步骤402，根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境。
在本步骤中，三维重构的方式与步骤102中类似，此处不再赘述。
步骤403，分别计算三维模拟环境中第四位置和第五位置的系统吞吐量。
在本步骤中，计算三维模拟环境中第四位置与第五位置的系统吞吐量，主要通过结合公式(1)、公式(2)及公式(3)分别求出三维模拟环境中第四位置与第五位置处的系统吞吐量，对于系统吞吐量的计算方法，本发明不做任何限制。
步骤404：将第四位置的系统吞吐量和第五位置的系统吞吐量进行比较，并将系统吞吐量较大的位置确定为新的第四位置。
在本步骤中，假设智能基站在三维模拟环境中的初始位置为E，即第四位置为E，智能基站计算出E位置处的系统吞吐量为e，基智能站移动至第五位置F时，智能基站计算出F位置处的系统吞吐量为f，假设系统吞吐量e大于系统吞吐量f，此时，将系统吞吐量e对应的位置确定为新的第四位置E，且系统吞吐量记为e。
步骤405：计算三维模拟环境中第六位置的系统吞吐量，并将第六位置确定为新的第五位置；第六位置为三维模拟环境中不同于第四位置和第五位置的位置。
举例来说明，智能基站在三维模拟环境中又经过移动，至不同于第四位置E和第五位置F的第六位置G，智能基站计算第六位置的系统吞吐量，将系统吞吐量记为g，同时将第六位置G重新定义为新的第五位置F，系统吞吐量记作g。
步骤406：重复执行步骤404-步骤405，直至计算出三维模拟环境中所有位置的系统吞吐量，以确定出三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
在本步骤中，将智能基站在三维模拟环境中的新的第四位置E的系统吞吐量e,与智能基站在三维模拟环境中新的第五位置F的系统吞吐量g进行比较，假设系统吞吐量e小于系统吞吐量g,此时，将系统吞吐量g对应的位置记为新的第四位置E，系统吞吐量记为g，重复执行上述步骤，直至计算出三维模拟环境中系统吞吐量的最大值，从而确定最大系统吞吐量对应的位置，此位置即为智能基站的最佳放置位置。
图5是本发明根据再一示例性实施例示出的一种确定智能基站位置的方法的流程图，本实施例在图1所示实施例的基础上，对如何确定三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置的过程，作详细说明，如图5所示，该确定方法包括以下步骤。
步骤501，获取智能基站所处环境的环境信息，并根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息。
步骤501与步骤101类似，此处不再赘述。
步骤502，根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境。
在本步骤中，三维重构的方式与步骤102中类似，此处不再赘述。
步骤503：将三维模拟环境对应的第四区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置。
在本步骤中，区域划分的方式与步骤303中类似，此处不再赘述。
步骤504：计算每个区域的中心位置处的系统吞吐量。
在本步骤中，计算每个区域的中心位置处的系统吞吐量，主要通过结合公式(1)、公式(2)及公式(3)分别求出每个区域的中心位置处的系统吞吐量，每个区域的中心位置的系统吞吐量代表此区域中不同位置的系统吞吐量。具体的，举例来说明，假设将三维模拟环境对应的第四区域划分为多个区域，并将每个区域中心位置分别标记为A、B、C、D、E、F……，智能基站计算出在A、B、C、D、E、F……位置的系统吞吐量分别标记为a、b、c、d、e、f……，系统吞吐量a、b、c、d、e、f……也代表所在区域的其他不同于中心位置的其他位置的系统吞吐量。
步骤505：确定系统吞吐量最大的区域，将系统吞吐量最大的区域作为新的第四区域，并重复执行步骤503-步骤505，直至相邻两次计算出的系统吞吐量之间的差小于预设值。
具体的，举例来说明，假设上述系统吞吐量a、b、c、d、e、f……中最大的为c，那么最大系统吞吐量对应的中心位置为C，将位置C所在的区域作为新的第四区域，再将C所在的新的第四区域，重复执行步骤503-步骤505，直至相邻两次计算出的系统吞吐量之差小于预设值，预设值可以根据经验或者实际情况进行设定。
步骤506：将最后一次计算出的系统吞吐量对应的中心位置确定为三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
在本步骤中，根据上述确定出的相邻两次系统吞吐量之差小于预设值的两个中心位置，智能基站将最后一次计算出的系统吞吐量对应的中心位置确定为三维模拟环境中系统最大吞吐量的位置，此位置即为智能基站的最佳放置位置。
在本发明中，智能基站的位置可通过步骤101中的定位方法进行定位，同时计算智能基站所处位置的频率，当智能基站所处的三维模拟环境发生改变时，智能基站可通过自适应组网来优化组网，自适应组网具体可包括协议参数自适应调整机制与自适应多径路由算法等；举例说明，假设智能基站所处的位置为A点，所处环境中有不同的散射体，当某一时间段所处的环境中的散射体发生了改变，假设只有人数增加，其他条件不变的情况下，智能基站通过采集到的信息，例如用户的需求量增加或通信网络较差，智能基站会重新计算所处环境中不同位置的信道干扰值或系统吞吐量，通过计算可知当智能基站移动到B点时，信道中的干扰值最小或系统吞吐量最大，因此确定B点为智能基站的最佳位置，此时，可以满足用户的需求，提高用户的体验。
在本发明中，通过确定出的通信质量最好的位置，来确定智能基站放置的最佳位置后，通常情况下，在一定的时间段内智能基站不会改变其位置，但是，但当智能基站所处的环境发生改变时，智能基站所处环境的通信质量有可能会变化，此时，就要通过优化组网的方式来提高智能基站所处环境的通信质量，当然，优化组网的实现方式可以包括：减小通信系统中信道的干扰值以及提高系统吞吐量。减小通信系统中无线信道的干扰值可通过上述智能基站位置的确定方法及公式(1)来实现智能基站最佳位置的放置，使得信道中的干扰值最小，实现优化组网的目的；另一方面，结合公式(2)与(3)，采用下行协同波束赋形的小区间重叠协作算法来消除不同智能基站之间的干扰，以达到提高系统的吞吐量的目的。
图6为本发明根据一示例性实施例示出的一种确定基站位置的装置的框图，如图6所示，该确定智能基站位置的装置可以包括：获取模块11、识别模块12、三维重构模块13和确定模块14。
获取模块11，用于获取智能基站所处环境的环境信息。
识别模块12，用于根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息。
三维重构模块13，用于根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境。
确定模块14，用于确定三维模拟环境中的通信质量参数，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，并将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置，通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量。
本实施例提供的确定智能基站位置的装置，通过获取模块11获取智能基站所处环境的环境信息；识别模块12根据环境信息识别智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息，三维重构模块13根据纹理信息和位置信息对智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境；确定模块14确定三维模拟环境中的通信质量参数，根据通信质量参数确定通信质量最好的位置，通信质量最好的位置可以包括信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置，并将通信质量最好的位置确定为智能基站的位置。由于当智能基站处在信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置时，智能基站所覆盖区域的移动网络质量最佳，因此，将信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置确定为智能基站的最佳放置位置，这样既实现了智能基站最优位置的选择，更进一步实现了资源的自动计算和配置的智能性。
可选的，确定模块14还用于：
确定信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置；
将信道干扰值最小的位置或系统吞吐量最大的位置，确定为通信质量最好的位置。
在一种可能实现的方式中，智能基站的确定模块14还用于：
步骤A：分别计算三维模拟环境中第一位置和第二位置的信道干扰值；
步骤B：将第一位置的信道干扰值和第二位置的信道干扰值进行比较，并将信道干扰值较小的位置确定为新的第一位置；
步骤C：计算三维模拟环境中第三位置的信道干扰值，并将第三位置确定为新的第二位置；第三位置为三维模拟环境中不同于第一位置和第二位置的位置；
步骤D：重复执行步骤B-步骤C，直至计算出三维模拟环境中所有位置的信道干扰值，以确定出三维模拟环境中信道干扰值最小的位置。
可选的，确定模块14，具体还用于：
步骤A：将三维模拟环境对应的第一区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；
步骤B：计算每个区域的中心位置处的信道干扰值；
步骤C：确定信道干扰值最小的区域，将信道干扰值最小的区域作为新的第一区域，并重复执行步骤A-步骤C，直至相邻两次计算出的信道干扰值之间的差小于预设值；
步骤D：将最后一次计算出的信道干扰值对应的中心位置确定为三维模拟环境中信道最小干扰值的位置。
在另一种可能实现的方式中，智能基站的确定模块14还用于：
步骤E：分别计算三维模拟环境中第四位置和第五位置的系统吞吐量；
步骤F：将第四位置的系统吞吐量和第五位置的系统吞吐量进行比较，并将系统吞吐量较大的位置确定为新的第四位置；
步骤G：计算三维模拟环境中第六位置的系统吞吐量，并将第六位置确定为新的第五位置；第六位置为三维模拟环境中不同于第四位置和第五位置的位置；
步骤H：重复执行步骤F-步骤G，直至计算出三维模拟环境中所有位置的系统吞吐量，以确定出三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
可选的，确定模块14，还用于：
步骤E：将三维模拟环境对应的第四区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；
步骤F：计算每个区域的中心位置处的系统吞吐量；
步骤G：确定系统吞吐量最大的区域，将系统吞吐量最大的区域作为新的第四区域，并重复执行步骤E-步骤G，直至相邻两次计算出的系统吞吐量之间的差小于预设值；
步骤H：将最后一次计算出的系统吞吐量对应的中心位置确定为三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图7是本发明根据另一示例性实施例示出的一种确定基站位置的装置的框图，如图7所示，装置还包括更新模块15。
确定模块14，还用于根据各散射体的纹理信息和位置信息，确定智能基站所处环境中无线信号的特征；
更新模块15，用于根据无线信号的特征，更新三维模拟环境中各位置的信道干扰值。
本发明实施例提供的确定智能基站位置的装置，可以执行上述对应的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
可选的，确定模块14，具体用于：
通过无线信道接收无线信号；
提取无线信号的特征信息，信号的特征信息包括信号的频率和功率；
根据无线信号的特征信息，确定无线信道的特征信息，无线信道的特征信息包括信道的频点和带宽；
根据无线信道的特征信息，计算信道干扰值。
本发明实施例提供的确定智能基站位置的装置，可以执行上述对应的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
图8是本发明实施例提供的一种智能基站的结构示意图。图8示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性智能基站的框图。图8显示的智能基站仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，该智能基站可以包括发送器80、处理器81、存储器82和至少一个通信总线83。通信总线83用于实现元件之间的通信连接。存储器82可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，存储器82中可以存储各种程序，用于完成各种处理功能以及实现本实施例的方法步骤。另外，该智能基站还可以包括接收器84，本实施例中的接收器84可以为相应的具有通信功能和接收信息功能的输入接口，还可以为智能基站上的射频模块或者基带模块，本实施例中的发送器80可以为相应的具有通信功能和发送信息功能的输出接口，还可以为智能基站上的射频模块或者基带模块。可选的，该发送器80和接收器84可以集成在一个通信接口中，也可以分别为独立的两个通信接口。
另外，存储器82中存储有计算机程序，并且被配置为由处理器81执行，该计算机程序包括用于执行如上图1-图5所示实施例的方法的指令或者执行如上图1-图5所示实施例的方法的指令。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序使得智能基站执行前述图1-图5所示实施例提供的确定智能基站位置的方法。其中，上述可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种确定智能基站位置的方法，其特征在于，包括：
获取智能基站所处环境的环境信息，并根据所述环境信息识别所述智能基站所处环境中的各散射体的纹理信息和位置信息；
根据所述纹理信息和所述位置信息对所述智能基站所处的环境进行三维重构，获得三维模拟环境；
确定所述三维模拟环境中的通信质量参数，根据所述通信质量参数确定通信质量最好的位置，并将所述通信质量最好的位置确定为所述智能基站的位置，所述通信质量参数包括信道干扰值或系统吞吐量；
若所述通信质量参数包括信道干扰值，所述确定所述三维模拟环境中的通信质量参数，根据所述通信质量参数确定通信质量最好的位置，包括：
步骤A：分别计算所述三维模拟环境中第一位置和第二位置的信道干扰值；步骤B：将所述第一位置的信道干扰值和所述第二位置的信道干扰值进行比较，并将信道干扰值较小的位置确定为新的第一位置；步骤C：计算所述三维模拟环境中第三位置的信道干扰值，并将所述第三位置确定为新的第二位置；所述第三位置为所述三维模拟环境中不同于所述第一位置和所述第二位置的位置；步骤D：重复执行步骤B-步骤C，直至计算出所述三维模拟环境中所有位置的信道干扰值，以确定出所述三维模拟环境中信道干扰值最小的位置，并将信道干扰值最小的位置，确定为所述通信质量最好的位置；
或者，步骤A：将所述三维模拟环境对应的第一区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；步骤B：计算所述每个区域的中心位置处的信道干扰值；步骤C：确定信道干扰值最小的区域，将信道干扰值最小的区域作为新的第一区域，并重复执行步骤A-步骤C，直至相邻两次计算出的信道干扰值之间的差小于预设值；步骤D：将最后一次计算出的信道干扰值对应的中心位置确定为三维模拟环境中信道最小干扰值的位置，并将信道最小干扰值的位置，确定为所述通信质量最好的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述通信质量参数包括系统吞吐量，所述确定所述三维模拟环境中的通信质量参数，根据所述通信质量参数确定通信质量最好的位置，包括：
步骤E：分别计算所述三维模拟环境中第四位置和第五位置的系统吞吐量；步骤F：将所述第四位置的系统吞吐量和所述第五位置的系统吞吐量进行比较，并将系统吞吐量较大的位置确定为新的第四位置；步骤G：计算所述三维模拟环境中第六位置的系统吞吐量，并将所述第六位置确定为新的第五位置；所述第六位置为所述三维模拟环境中不同于所述第四位置和所述第五位置的位置；步骤H：重复执行步骤F-步骤G，直至计算出所述三维模拟环境中所有位置的系统吞吐量，以确定出所述三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置，并将系统吞吐量最大的位置，确定为所述通信质量最好的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述通信质量参数包括系统吞吐量，所述确定所述三维模拟环境中的通信质量参数，根据所述通信质量参数确定通信质量最好的位置，包括：
步骤E：将所述三维模拟环境对应的第四区域划分为多个区域，确定每个区域的中心位置；步骤F：计算所述每个区域的中心位置处的系统吞吐量；步骤G：确定系统吞吐量最大的区域，将系统吞吐量最大的区域作为新的第四区域，并重复执行步骤E-步骤G，直至相邻两次计算出的系统吞吐量之间的差小于预设值；步骤H：将最后一次计算出的系统吞吐量对应的中心位置确定为三维模拟环境中系统吞吐量最大的位置，并将系统吞吐量最大的位置，确定为所述通信质量最好的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述各散射体的纹理信息和位置信息，确定所述智能基站所处环境中无线信号的特征；
根据所述无线信号的特征，更新所述三维模拟环境中各位置的信道干扰值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算信道干扰值，包括：
通过无线信道接收无线信号；
提取所述无线信号的特征信息，所述无线信号的特征信息包括信号的频率和功率；
根据所述无线信号的特征信息，确定所述无线信道的特征信息，所述无线信道的特征信息包括信道的频点和带宽；
根据所述无线信道的特征信息，计算所述信道干扰值。
6.一种智能基站，其特征在于，包括：
处理器；
存储器；以及
计算机程序；
其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如权利要求1-5任一项所述的方法的指令。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序使得智能基站执行权利要求1-5任一项所述的方法。
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