CN111356168B - 网络覆盖仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种网络覆盖仿真方法及装置。所述方法包括：获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角；根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图。本发明实施例解决了现有技术中，2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种网络覆盖仿真方法及装置。
背景技术
在第五代移动通信技术(5th Generation，5G)网络规划阶段，为了弥补高频段带来的高路损，引入了波束扫描技术。由于5G基站必须使用多个不同指向的波束才能完全覆盖小区，基站使用了多个波束覆盖其服务的小区。具体地，在下行传输过程中，基站依次使用不同指向的波束发射无线信号，该过程被称作波束扫描(Beam sweeping)；与此同时，终端测量不同波束发射出的无线信号(Beam measurement)，并向基站报告相关信息(Beamreporting)；基站根据终端报告确定对准该用户的最佳发射波束(Beam determination)。
5G网络使用多个不同指向的高增益窄波束来覆盖整个小区，而现有的无线网络覆盖仿真方法都是基于2、3、4G网络的单波束覆盖方式，并不具备模拟5G多波束扫描的能力，因此现有的无线覆盖仿真方法无法应用于5G网络的覆盖仿真。
发明内容
本发明实施例提供一种网络覆盖仿真方法及装置，以解决现有技术中，2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的问题。
一方面，本发明实施例提供一种网络覆盖仿真方法，所述方法包括：
获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角；
根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列；
根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；
获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图。
一方面，本发明实施例提供一种网络覆盖仿真装置，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角；
增益确定模块，用于根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列；
场强确定模块，用于根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；
覆盖图生成模块，用于获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图。
另一方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器、总线以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述网络覆盖仿真方法中的步骤。
再一方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述网络覆盖仿真方法中的步骤。
本发明实施例提供的网络覆盖仿真方法及装置，通过获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；根据波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图；通过模拟天线阵列的形式，结合5G网络引入的波束扫描特性，对多个波束分别进行仿真建模，计算接收点在每个波束下的波束增益，最终得到接收点的信号场强，并结合电子地图，生成网络覆盖图，弥补了2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的缺陷。本发明实施例通过对5G网络整个波束扫描过程的模拟，最终得到整个覆盖区域无线覆盖仿真结果，以快速发现5G网络覆盖短板，为后续5G网络建设提供规划参考。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的网络覆盖仿真方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的示例的场景示意图；
图3为本发明实施例的示例的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的网络覆盖仿真装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
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。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
图1示出了本发明实施例提供的一种网络覆盖仿真方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的网络覆盖仿真方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤101，获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角。
其中，获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数，基站参数至少包括波束水平角以及波束垂直角，作为示例，参见图2，坐标系为原始坐标系，Tx为发射机位置，/>和eTx分别是发射波束(Tx)在坐标系/>下的水平角和垂直角。
基站参数还可以包括基站的经纬度、站高、方位角、下倾角以及发射功率等参数。
波束模型参数为目标区域适用的波束模型的相关参数，可选地，波束模型可以是标准传播模型(Standard Propagation Model，SPM)，SPM模型适用于从150MHz到2GHz比较宽的频率范围，也适用于从密集城区、普通城区、郊区、农村的各种无线环境。波束模型参数包括该波束模型对应的波束方向图，波束方向图包括水平方向图和垂直方向图，对于空间任意一点，通过该点在波束水平和垂直方向图坐标中的水平角az和下倾角el，可直接从波束方向图读出水平增益H(az)和垂直增益V(el)。
步骤102，根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列。
其中，波束增益为接收点的水平增益和垂直增益的综合值，而水平增益和垂直增益需根据接收点的水平角以及垂直角(下倾角)，从波束模型参数中的波束方向图中读出。
所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，在波束扫描的过程中，通过多个模拟天线阵列的形式确定所述预设接收点的位置信息，确定当前所述扫描的波束下，该位置信息处的信号场强。其中，天线阵列是由不少于两个天线单元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的特殊天线。通过模拟天线阵列的形式，遍历多个所述预设接收点，通过模拟每个接收点的位置信息，得到多个接收点在当前所扫描的波束下的水平角以及垂直角，得到每个预设接收点位置处的波束增益，最终得到各个波束在预设接收点位置处的信号场强。
而预设接收点的水平角以及垂直角，需要根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式确定，具体地，第一预设公式为接收点水平角与波束水平角、波束垂直角之间的对应关系，以及预设接收点垂直角与波束水平角、波束垂直角之间的对应关系。
步骤103，根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度。
其中，得到预设接收点在每个波束下的波束增益之后，根据第二预设公式确定预设接收点在每个波束下的信号强度，第二预设公式为波束增益与信号强度的对应关系，具体地，信号场强＝发射功率+波束增益-路径损耗。
得到预设接收点在每个波束下的信号强度，对多个信号强度进行排序，选择最强的信号强度作为预设接收点的最终信号强度，信号强度即信号场强。
步骤104，获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图。
其中，得到基站覆盖范围内包括的多个预设接收点的信号强度之后，获取目标区域的电子地图，电子地图可以是仿真建模的工程电子地图，根据计算出的各点的信号强度按照预设规则添加至电子地图中，根据图例生成表征网络覆盖情况的网络覆盖图。
本发明上述实施例中，通过获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；根据波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图；通过模拟天线阵列的形式，结合5G网络引入的波束扫描特性，对多个波束分别进行仿真建模，计算接收点在每个波束下的波束增益，最终得到接收点的信号场强，并结合电子地图，生成网络覆盖图，弥补了2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的缺陷。本发明实施例通过对5G网络整个波束扫描过程的模拟，最终得到整个覆盖区域无线覆盖仿真结果，以快速发现5G网络覆盖短板，为后续5G网络建设提供规划参考。本发明实施例解决了现有技术中，2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的问题。
可选地，本发明实施例中，所述根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益的步骤，包括：
根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的波束增益。
其中，针对每个波束，第一预设公式为接收点水平角与波束水平角、波束垂直角之间的对应关系，以及接收点垂直角与波束水平角、波束垂直角之间的对应关系；
根据第一预设公式确定预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角后，根据接收点的水平角以及垂直角，从波束模型参数中的波束方向图中读出水平增益和垂直增益，最终通过水平增益和垂直增益，确定预设接收点的波束增益。
具体地，本发明实施例中，所述根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角的步骤，包括：
第一步，获取所述预设接收点在所述原始坐标系中的预设水平角以及预设垂直角。
其中，由于采用模拟天线阵列的形式，天线阵列中每个阵列点的位置的经纬度信息为预先确定的，根据当前所述模拟的阵列点的经纬度信息，确定当前的预设接收点的预设水平角以及预设垂直角；
具体地，参见图2，以当前所扫描的波束方向为为例，Rx点所在位置为接收点经纬度位置；
为所述波束水平角，eTx为所述波束垂直角，由于Rx点的经纬度信息是唯一确定的，则/>为所述预设水平角，eRx为所述预设垂直角。
第二步，根据所述预设水平角、预设垂直角、所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
其中，当所述预设水平角与所述波束水平角不相等时，所述第一预设公式包括以下公式1以及公式2：
公式1：
公式2：
当所述预设水平角与所述波束水平角相等时，所述第一预设公式包括以下公式3以及公式4：
公式3：
az＝0；
公式4：
el＝eRx-eTx
其中，az为所述接收点水平角，即接收点通过坐标系转换映射到天线方向图上的水平角；el为所述接收点下倾角，即接收点通过坐标系转换映射到天线方向图上的垂直角；为所述波束水平角，eTx为所述波束垂直角；/>为所述预设水平角，eRx为所述预设垂直角。
在预设水平角以及预设垂直角已知的情况下，可根据上述公式分别确定接收点水平角、接收点下倾角。
具体地，仍然参考图2，d是发射机Tx和预设接收点Rx(接收机)之间的距离。
图2中3个坐标系的定义：
1.原始坐标系坐标原点位于波束发射点Tx，向东方向为x轴，正北方向为y轴，z轴朝上；其中，图2中x0代表x轴，即/>y0代表y轴，即/>z0代表z轴，即/>
2.定义S1坐标系，坐标原点仍位于波束发射点Tx，垂直平面在/>坐标系统基础上旋转/>角度，水平平面不变；其中，图2中x1代表x′轴，即/>y1代表y′轴，即/>z1代表z′轴，即/>
3.发射波束坐标系坐标原点仍位于波束发射点Tx，水平平面在坐标系统基础上下倾eTx角度，垂直平面旋转/>角度,其中，图2中x2代表x″轴，即/>y2代表y″轴，即/>z2代表z″轴，即/>
实际上，坐标系是/>到/>转换的桥梁。
3个坐标系之间的坐标系转换公式：
到/>
到/>
则到/>
而水平角和垂直角计算，需要计算接收点Rx和Tx在坐标系中的角度，可选地，可利用c函数库中函数atan2，范围是[-π,π]。
具体地，
在坐标系中，Rx点坐标为：
在坐标系中，Rx点为：
el为要计算的下倾角，az为要计算的水平角，d为两点距离，联立公式上述，可以得出上述公式1-公式4。
可选地，本发明实施例中，所述根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的波束增益的步骤，包括：
根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的水平增益以及垂直增益；
根据所述水平增益以及垂直增益，确定所述预设接收点的波束增益。
其中，确定预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角后，根据接收点的水平角以及垂直角，从波束模型参数中的波束方向图中读出水平增益和垂直增益，最终通过水平增益和垂直增益，确定预设接收点的波束增益。
具体地，所述根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的水平增益以及垂直增益的步骤，包括：
确定所述接收点水平角、接收点垂直角对应的位置点，在所述波束模型参数中的预设的水平增益、垂直增益。
其中，波束模型参数包括该波束模型对应的波束方向图，波束方向图包括水平方向图和垂直方向图，对于空间任意一点，通过该点在波束水平和垂直方向图坐标中的水平角az和下倾角el，可直接从波束方向图读出水平增益H(az)和垂直增益V(el)；本发明实施例中，确定接收点水平角、接收点垂直角对应的位置点后，分别从水平方向图读出水平增益H(az)，以及从垂直方向图中读出垂直增益V(el)。
可选地，本发明实施例中，所述根据所述水平增益以及垂直增益，确定所述预设接收点的波束增益的步骤，包括：
根据所述水平增益、垂直增益以及第三预设公式，确定所述预设接收点的波束增益；
其中，所述第三预设公式为以下公式5：
公式5：
其中，V(x)表示x的垂直增益。
LantTx(az,el)为所述波束增益，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角；θm为垂直增益最大值位置处对应的下倾角；V(θm)为θm的垂直增益；
H(az)为所述垂直增益，V(el)为所述垂直增益。
其中，依据发射波束的水平和垂直方向图，读取出预设接收点在波束方向图中的水平增益H(az)和垂直增益V(el)，结合水平增益和垂直增益结合上述第三预设公式可计算出预设接收点的的总波束增益。
可选地，本发明实施例中，所述基站参数还包括基站功率；
所述根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度的步骤，包括：
根据所述基站参数，确定所述预设接收点的路径损耗；
根据所述波束增益以及以下公式6，确定所述预设接收点的信号强度：
公式6：
Rn＝Power+LantTx(az,el)-Ln；
其中，Rn为所述预设接收点的信号强度，Power为所述基站功率，LantTx(az,el)为所述波束增益；Ln为所述路径损耗。
其中，得到预设接收点在每个波束下的波束增益之后，根据公式6确定预设接收点在每个波束下的信号强度，公式6为波束增益与信号强度的对应关系，具体地，信号场强＝发射功率+波束增益-路径损耗。
需要说明的是，在得到预设接收点在每个波束下的信号强度，对多个信号强度进行排序，选择最强的信号强度作为预设接收点的最终信号强度，信号强度即信号场强。
进一步地，本发明实施例中，所述基站参数还包括基站的距离衰减系数、所述目标区域的地形地貌衰减系数、地形地貌衰减值；
所述根据所述基站参数，确定所述预设接收点的路径损耗的步骤，包括：
根据所述预设接收点的经纬度信息，确定所述预设接收点与所述基站之间的收发距离；
根据所述收发距离、所述基站参数以及第四预设公式，确定所述预设接收点的路径损耗；
其中，所述第四预设公式为：
Ln＝cd*lg(d)+c*ln(Cpath)+x；
其中，Ln为所述预设接收点的路径损耗，cd为所述距离衰减系数，d为所述收发距离，c为所述地形地貌衰减系数，Cpath为所述地形地貌衰减值，x为预设其他因素值，充分考虑目标区域的实际地形因素计算路径损耗，与目标区域的情况更为贴合，充分利用地形地貌信息对不同网络、不同地区的影响，使用不同参数，具有很好的自适应性。
作为具体示例，参见图3，图3示出了本发明实施例的一个具体应用实例，主要包括以下步骤：
步骤301，导入目标区域的电子地图。
步骤302，配置传播模型。
步骤303，获取目标区域的基站参数以及天线模型。
步骤304，执行天线波束建模。
其中，步骤304中包括n个波束，针对每个波束分别执行以下流程：
计算波束路径损耗；
计算波束发射方向上的波束增益；
计算波束在预设接收点的信号强度；
得到n个信号强度R0-Rn之后，执行步骤305。
步骤305，比较R0-Rn，选择最大值作为预设接收点的信号场强。
步骤306，生成目标区域的网络覆盖图。
本发明上述实施例中，通过获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；根据波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图；通过模拟天线阵列的形式，结合5G网络引入的波束扫描特性，对多个波束分别进行仿真建模，计算接收点在每个波束下的波束增益，最终得到接收点的信号场强，并结合电子地图，生成网络覆盖图，弥补了2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的缺陷。本发明实施例通过对5G网络整个波束扫描过程的模拟，最终得到整个覆盖区域无线覆盖仿真结果，以快速发现5G网络覆盖短板，为后续5G网络建设提供规划参考。
以上介绍了本发明实施例提供的网络覆盖仿真方法，下面将结合附图介绍本发明实施例提供的网络覆盖仿真装置。
参见图4，本发明实施例提供了一种网络覆盖仿真装置，所述装置包括：
参数获取模块401，用于获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角。
其中，获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数，基站参数至少包括波束水平角以及波束垂直角，作为示例，参见图2，坐标系为原始坐标系，Tx为发射机位置，/>和eTx分别是发射波束(Tx)在坐标系/>下的水平角和垂直角。
基站参数还可以包括基站的经纬度、站高、方位角、下倾角以及发射功率等参数。
波束模型参数为目标区域适用的波束模型的相关参数，可选地，波束模型可以是标准传播模型(Standard Propagation Model，SPM)，SPM模型适用于从150MHz到2GHz比较宽的频率范围，也适用于从密集城区、普通城区、郊区、农村的各种无线环境。波束模型参数包括该波束模型对应的波束方向图，波束方向图包括水平方向图和垂直方向图，对于空间任意一点，通过该点在波束水平和垂直方向图坐标中的水平角az和下倾角el，可直接从波束方向图读出水平增益H(az)和垂直增益V(el)。
增益确定模块402，用于根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列。
其中，波束增益为接收点的水平增益和垂直增益的综合值，而水平增益和垂直增益需根据接收点的水平角以及垂直角(下倾角)，从波束模型参数中的波束方向图中读出。
所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，在波束扫描的过程中，通过多个模拟天线阵列的形式确定所述预设接收点的位置信息，确定当前所述扫描的波束下，该位置信息处的信号场强。其中，天线阵列是由不少于两个天线单元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的特殊天线。通过模拟天线阵列的形式，遍历多个所述预设接收点，通过模拟每个接收点的位置信息，得到多个接收点在当前所扫描的波束下的水平角以及垂直角，得到每个预设接收点位置处的波束增益，最终得到各个波束在预设接收点位置处的信号场强。
而预设接收点的水平角以及垂直角，需要根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式确定，具体地，第一预设公式为接收点水平角与波束水平角、波束垂直角之间的对应关系，以及预设接收点垂直角与波束水平角、波束垂直角之间的对应关系。
场强确定模块403，用于根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度。
其中，得到预设接收点在每个波束下的波束增益之后，根据第二预设公式确定预设接收点在每个波束下的信号强度，第二预设公式为波束增益与信号强度的对应关系，具体地，信号场强＝发射功率+波束增益-路径损耗。
得到预设接收点在每个波束下的信号强度，对多个信号强度进行排序，选择最强的信号强度作为预设接收点的最终信号强度，信号强度即信号场强。
覆盖图生成模块404，用于获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图。
其中，得到基站覆盖范围内包括的多个预设接收点的信号强度之后，获取目标区域的电子地图，电子地图可以是仿真建模的工程电子地图，根据计算出的各点的信号强度按照预设规则添加至电子地图中，根据图例生成表征网络覆盖情况的网络覆盖图。
可选地，本发明实施例中，所述增益确定模块402包括：
角度确定子模块，用于根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
增益确定子模块，用于根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的波束增益。
可选地，本发明实施例中，所述角度确定子模块用于：
获取所述预设接收点在所述原始坐标系中的预设水平角以及预设垂直角；
根据所述预设水平角、预设垂直角、所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
其中，当所述预设水平角与所述波束水平角不相等时，所述第一预设公式为：
当所述预设水平角与所述波束水平角相等时，所述第一预设公式为：
az＝0；
el＝eRx-eTx
其中，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角，为所述波束水平角，eTx为所述波束垂直角；
为所述预设水平角，eRx为所述预设垂直角。
可选地，本发明实施例中，所述增益确定子模块包括：
第一确定单元，用于根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的水平增益以及垂直增益；
第二确定单元，用于根据所述水平增益以及垂直增益，确定所述预设接收点的波束增益。
可选地，本发明实施例中，所述第一确定单元用于：
确定所述接收点水平角、接收点垂直角对应的位置点，在所述波束模型参数中的预设的水平增益、垂直增益。
可选地，本发明实施例中，所述第二确定单元用于：
根据所述水平增益、垂直增益以及第三预设公式，确定所述预设接收点的波束增益；
其中，所述第三预设公式为：
其中，LantTx(az,el)为所述波束增益，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角；
θm为垂直增益最大值位置处对应的下倾角；
H(az)为所述垂直增益，V(el)为所述垂直增益。
可选地，本发明实施例中，所述基站参数还包括基站功率；
所述场强确定模块403包括：
损耗确定子模块，用于根据所述基站参数，确定所述预设接收点的路径损耗；
场强确定子模块，用于根据所述波束增益以及以下公式，确定所述预设接收点的信号强度：
Rn＝Power+LantTx(az,el)-Ln；
其中，Rn为所述预设接收点的信号强度，Power为所述基站功率LantTx(az,el)为所述波束增益；Ln为所述路径损耗。
可选地，本发明实施例中，所述基站参数还包括基站的距离衰减系数、所述目标区域的地形地貌衰减系数、地形地貌衰减值；
所述损耗确定子模块，用于：
根据所述预设接收点的经纬度信息，确定所述预设接收点与所述基站之间的收发距离；
根据所述收发距离、所述基站参数以及第四预设公式，确定所述预设接收点的路径损耗；
其中，所述第四预设公式为：
Ln＝cd*lg(d)+c*ln(Cpath)+x；
其中，Ln为所述预设接收点的路径损耗，cd为所述距离衰减系数，d为所述收发距离，c为所述地形地貌衰减系数，Cpath为所述地形地貌衰减值，x为预设其他因素值。
本发明上述实施例中，通过参数获取模块401获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；增益确定模块402根据波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；场强确定模块403根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；覆盖图生成模块404获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图；通过模拟天线阵列的形式，结合5G网络引入的波束扫描特性，对多个波束分别进行仿真建模，计算接收点在每个波束下的波束增益，最终得到接收点的信号场强，并结合电子地图，生成网络覆盖图，弥补了2、3、4G网络覆盖仿真不支持波束扫描的缺陷。本发明实施例通过对5G网络整个波束扫描过程的模拟，最终得到整个覆盖区域无线覆盖仿真结果，以快速发现5G网络覆盖短板，为后续5G网络建设提供规划参考。
图5示出了本发明又一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法：
获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角；
根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列；
根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；
获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
本发明又一实施例提供的一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明上述实施例中提供的方法中的步骤，本实施不再赘述。
基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (16)
1.一种网络覆盖仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角；
根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列，所述第一预设公式用于指示所述预设接收点的接收点水平角与所述波束水平角、所述波束垂直角之间的对应关系，以及所述预设接收点的接收点下倾角与所述波束水平角、所述波束垂直角之间的对应关系；
根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；
获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图；
所述基站参数还包括基站功率；
所述根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度的步骤，包括：
根据所述基站参数，确定所述预设接收点的路径损耗；
根据所述波束增益以及以下公式，确定所述预设接收点的信号强度：
Rn＝Power+LantTx(az,el)-Ln；
其中，Rn为所述预设接收点的信号强度，Power为所述基站功率，LantTx(az,el)为所述波束增益；Ln为所述路径损耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益的步骤，包括：
根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的波束增益。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角的步骤，包括：
获取所述预设接收点在所述原始坐标系中的预设水平角以及预设垂直角；
根据所述预设水平角、预设垂直角、所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
其中，当所述预设水平角与所述波束水平角不相等时，所述第一预设公式包括：
当所述预设水平角与所述波束水平角相等时，所述第一预设公式包括：
az＝O；
el＝eRx-eTx
其中，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角，为所述波束水平角，eTx为所述波束垂直角；
为所述预设水平角，eRx为所述预设垂直角。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的波束增益的步骤，包括：
根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的水平增益以及垂直增益；
根据所述水平增益以及垂直增益，确定所述预设接收点的波束增益。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的水平增益以及垂直增益的步骤，包括：
确定所述接收点水平角、接收点垂直角对应的位置点，在所述波束模型参数中的预设的水平增益、垂直增益。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述水平增益以及垂直增益，确定所述预设接收点的波束增益的步骤，包括：
根据所述水平增益、垂直增益以及第三预设公式，确定所述预设接收点的波束增益；
其中，所述第三预设公式为：
其中，LantTx(az,el)为所述波束增益，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角；
θm为垂直增益最大值位置处对应的下倾角；V(π-θm)为(π-θm)的垂直增益；V(π-el)为(π-el)的垂直增益；
H(az)为所述垂直增益，V(el)为所述垂直增益。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站参数还包括基站的距离衰减系数、所述目标区域的地形地貌衰减系数、地形地貌衰减值；
所述根据所述基站参数，确定所述预设接收点的路径损耗的步骤，包括：
根据所述预设接收点的经纬度信息，确定所述预设接收点与所述基站之间的收发距离；
根据所述收发距离、所述基站参数以及第四预设公式，确定所述预设接收点的路径损耗；
其中，所述第四预设公式为：
Ln＝cd*lg(d)+c*ln(Cpath)+x；
其中，Ln为所述预设接收点的路径损耗，cd为所述距离衰减系数，d为所述收发距离，c为所述地形地貌衰减系数，Cpath为所述地形地貌衰减值，x为预设其他因素值。
8.一种网络覆盖仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取目标区域的波束模型参数以及基站的基站参数；所述基站参数至少包括所述基站在以发射机位置为原点建立的原始坐标系中，发射波束的波束水平角以及波束垂直角；
增益确定模块，用于根据所述波束水平角、波束垂直角、波束模型参数以及第一预设公式，确定所述基站的基站覆盖范围内的预设接收点的波束增益；其中，所述基站覆盖范围内包括多个所述预设接收点，多个所述预设接收点模拟天线阵列，所述第一预设公式用于指示所述预设接收点的接收点水平角与所述波束水平角、所述波束垂直角之间的对应关系，以及所述预设接收点的接收点下倾角与所述波束水平角、所述波束垂直角之间的对应关系；
场强确定模块，用于根据所述波束增益以及第二预设公式，确定所述预设接收点的信号强度；
覆盖图生成模块，用于获取所述目标区域的电子地图，根据所述信号强度以及所述电子地图，生成所述目标区域的网络覆盖图；
所述基站参数还包括基站功率；
所述场强确定模块包括：
损耗确定子模块，用于根据所述基站参数，确定所述预设接收点的路径损耗；
场强确定子模块，用于根据所述波束增益以及以下公式，确定所述预设接收点的信号强度：
Rn＝Power+LantTx(az,el)-Ln；
其中，Rn为所述预设接收点的信号强度，Power为所述基站功率，LantTx(az,el)为所述波束增益；Ln为所述路径损耗。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述增益确定模块包括：
角度确定子模块，用于根据所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
增益确定子模块，用于根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的波束增益。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述角度确定子模块用于：
获取所述预设接收点在所述原始坐标系中的预设水平角以及预设垂直角；
根据所述预设水平角、预设垂直角、所述波束水平角、波束垂直角以及第一预设公式，确定所述基站覆盖范围内的预设接收点的接收点水平角、接收点下倾角；
其中，当所述预设水平角与所述波束水平角不相等时，所述第一预设公式包括：
当所述预设水平角与所述波束水平角相等时，所述第一预设公式包括：
az＝O；
el＝eRx-eTx
其中，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角，为所述波束水平角，eTx为所述波束垂直角；
为所述预设水平角，eRx为所述预设垂直角。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述增益确定子模块包括：
第一确定单元，用于根据所述波束模型参数以及所述接收点水平角、接收点垂直角，确定所述预设接收点的水平增益以及垂直增益；
第二确定单元，用于根据所述水平增益以及垂直增益，确定所述预设接收点的波束增益。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元用于：
确定所述接收点水平角、接收点垂直角对应的位置点，在所述波束模型参数中的预设的水平增益、垂直增益。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元用于：
根据所述水平增益、垂直增益以及第三预设公式，确定所述预设接收点的波束增益；
其中，所述第三预设公式为：
其中，LantTx(az,el)为所述波束增益，az为所述接收点水平角，el为所述接收点下倾角；
θm为垂直增益最大值位置处对应的下倾角；V(π-θm)为(π-θm)的垂直增益；V(π-el)为(π-el)的垂直增益；
H(az)为所述垂直增益，V(el)为所述垂直增益。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述基站参数还包括基站的距离衰减系数、所述目标区域的地形地貌衰减系数、地形地貌衰减值；
所述损耗确定子模块，用于：
根据所述预设接收点的经纬度信息，确定所述预设接收点与所述基站之间的收发距离；
根据所述收发距离、所述基站参数以及第四预设公式，确定所述预设接收点的路径损耗；
其中，所述第四预设公式为：
Ln＝cd*lg(d)+c*ln(Cpath)+x；
其中，Ln为所述预设接收点的路径损耗，cd为所述距离衰减系数，d为所述收发距离，c为所述地形地貌衰减系数，Cpath为所述地形地貌衰减值，x为预设其他因素值。
15.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器、总线以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的网络覆盖仿真方法中的步骤。
16.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的网络覆盖仿真方法中的步骤。
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