CN111492602B - 考虑建筑物的无线电波入射单元的通信环境分析和网络设计的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于将支持比4G系统更高的数据传输速率的5G通信系统与IoT技术相结合的通信技术及其系统。本公开可以应用于基于5G通信和IoT相关技术的智能服务(例如，智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、医疗保健、数字教育、零售业务、安全性和安保性相关服务等)。根据本说明书的一个实施例的用于在无线通信系统中识别无线信号传输特性的方法包括以下步骤：识别信号发射位置；识别建筑物；识别位于建筑物上的至少一个无线电波入射结构；以及基于关于至少一个无线电波入射结构的信息，识别从信号发射位置发射的无线信号的传输特性。

Description

考虑建筑物的无线电波入射单元的通信环境分析和网络设计 的方法和装置

技术领域

本公开涉及一种用于对无线通信环境建模以操作无线通信系统并通过该建模执行辅助设备配置和网络操作的方法以及使用该方法的装置。更具体地，本公开涉及一种在使用mmWave的无线通信环境中分析从室外发射设备发射的无线信号的室内传播方面、基于该分析对通信环境建模并通过建模执行辅助设备配置和网络操作的方法以及使用该方法的装置。

背景技术

为了满足自部署4G通信系统以来对无线数据业务的不断增长的需求，已经努力开发了改进的5G或pre-5G通信系统。因此，5G或pre-5G的通信系统也称为“超越4G网络”通信系统或“后LTE系统”。

为了实现更高的数据速率，正在考虑在超高频(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实施5G通信系统。为了减轻无线电波的路径损耗并增加超高频带中无线电波的传输距离，在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(大规模MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成以及大规模天线技术。另外，在5G通信系统中，基于演进型小型小区、高级小型小区、云无线接入网(RAN)、超密集网络、设备对设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)、接收端干扰消除等正在进行对系统网络改进的开发。

此外，在5G系统中，已开发了作为高级编码调制(ACM)系统的混合FSK和QAM调制(FQAM)及滑动窗户叠加编码(SWSC)和作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)和稀疏码多址接入(SCMA)。

另一方面，作为人类生成并消费信息的以人类为中心的连接网络的因特网现在正演进为物联网(IoT)，其中分布式实体(诸如事物)在没有人类干预的情况下交换并处理信息。作为通过与云服务器连接的物联网技术和大数据处理技术的组合的万物网(IoE)已出现。随着IoT实施方式已经要求诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全性技术”这样的技术要素，因此最近已研究了诸如传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等技术。这样的IoT环境可以提供智能因特网技术服务，该智能因特网技术服务通过收集并分析在连接的事物之间生成的数据来为人类生活创造新价值。通过现有信息技术(IT)与各种工业应用之间的融合和组合，IoT可以被应用于各种领域，包括智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高级医疗服务。

由此，已做出各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，可以通过波束形成、MIMO和阵列天线来实现诸如传感器网络、机器对机器(M2M)通信以及机器类型通信(MTC)的技术。云无线电接入网(云RAN)作为上述大数据处理技术的应用也可以被认为是5G技术与IoT技术之间的融合的示例。

在如上所述的最新通信系统的情况下，由于使用了相对高频带的通信信号，因此有必要分析考虑了高频通信信号的无线通信环境，并基于该分析配置网络并操作安装的网络。

发明内容

技术问题

得出本公开以解决上述问题，并且本公开的一方面提供了一种用于对无线通信环境进行建模以操作无线通信系统并通过该建模来执行辅助设备配置和网络操作的方法以及使用该方法的装置。此外，本公开的一方面提供了一种用于在使用高频无线信号的通信系统中分析从室外发射器发射的信号的室内传播特性、对用于操作该通信系统的无线通信进行建模并通过建模执行辅助设备配置和网络操作的方法以及使用该方法的装置。

问题的解决方案

根据解决上述问题的本公开的实施例，一种在无线通信系统中识别无线信号传输特性的方法包括：识别信号发射位置；识别建筑物；识别位于该建筑物上的至少一个无线电波入射结构；以及基于关于至少一个无线电波入射结构的信息识别从信号发射位置发射的无线信号的传输特性。

根据本公开的另一实施例，一种在无线通信系统中分析信号传输特性的计算设备包括：收发器，该收发器被配置为发射和接收信息；以及控制器，该控制器被配置为：识别信号发射位置；识别建筑物；识别位于该建筑物上的至少一个无线电波入射结构；以及基于关于至少一个无线电波入射结构识别从信号发射位置发射的无线信号的传输特性。

本发明的有益效果

根据本公开的实施例，可以获得无线通信系统中的无线信号的无线电波传输特性，以基于所获得的特性来部署发射器和辅助设备，并基于该部署来操作网络。

附图说明

图1是说明使用数学建模技术的网络设计的图。

图2是说明根据本公开的实施例的射线追踪模拟方法的图。

图3A是说明根据本公开的实施例的用于获得3D地图信息的方法的图。

图3B是说明根据本公开的实施例的用于获得3D地图信息的方法的图。

图4A是说明根据本公开的实施例的通过图像信息获得图像内的物体的材料信息的方法的图。

图4B是说明根据本公开的实施例的通过图像信息获得图像内的物体的材料信息的方法的图。

图5是说明根据本公开的实施例的通过射线追踪来分析通信信道环境的方法的图。

图6是说明根据本公开的实施例的建筑物的室内和室外无线电波接收质量的测量的图。

图7是说明根据信号的频率传播到建筑物内部的信号的方面的图。

图8是说明当无线电波透射通过物体时由于可透射物体的厚度和无线电波的入射角导致的无线电波损耗的图。

图9是说明根据位于建筑物上的无线电波入射结构上的物体的部署的无线电波传输方面的图。

图10是说明根据与位于建筑物上的无线电波入射结构相邻的物体的无线电波传播方面的图。

图11是示出根据本公开的实施例的考虑无线电波入射结构来模拟信号传播方面的方法的图。

图12是说明根据本公开的实施例的考虑无线电波入射结构来模拟信号传播方面的过程的图。

图13是示出根据本公开的实施例的依据无线电波入射结构的详细结构的无线电波损耗和衍射特性的图。

图14是说明与位于建筑物上的无线电波入射结构相邻的物体的种类的图。

图15是说明根据建筑物的无线电波入射结构和信号路径来安装用于传送无线电波的辅助物体的方法的图。

图16是说明用于传送无线信号的辅助物体的图。

图17是说明根据本公开的实施例的依据网络操作状况来传送无线电波的辅助物体的安装的图。

图18是说明根据本公开的实施例的计算装置的图。

图19是说明根据本公开的实施例的基站的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。

在说明实施例时，将省略对在本公开所属领域中公知并且与本公开不直接有关的技术内容的说明。这是为了更清楚地传递本公开的主题，而不会通过省略不必要的说明而使本公开的主题模糊。

出于相同的原因，在附图中，一些组成元件的尺寸和相对尺寸可能被放大、省略或简要示出。此外，各个组成元件的尺寸不能完全反映其实际尺寸。在附图中，相同的附图标记在各个附图中用于相同或相应的元件。

通过参考将参考附图详细描述的实施例，本公开的方面和特征以及用于实现这些方面和特征的方法将变得显而易见。然而，本公开不限于以下公开的实施例，并且可以以多种形式来实现。在本说明书中定义的内容(例如详细的构造和元件)仅是为了帮助本领域的普通技术人员全面理解本公开而提供的特定细节，并且本公开仅在所附权利要求书的范围内定义。本公开的整个描述中，相同的附图标记用于各个附图中相同的元件。

在这种情况下，应理解的是，可以通过计算机程序指令来实现流程图例示的每个块以及流程图例示中的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现一个或更多个流程图块中指定的功能的手段。这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可用或计算机可读的存储器中，该计算机可用或计算机可读存储器可以引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生包括指令手段的制造产品，该指令手段实现一个或更多个流程图块中指定的功能。还可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理装置上以使得在该计算机或其他可编程装置上执行一系列操作以产生计算机实现的过程，使得在该计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现一个或更多个流程图块中指定的功能的操作。

另外，流程图例示的每个块可以代表代码的模块、片段或部分，该代码包括用于实现所指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应当注意的是，在一些替代实施方式中，各个块中指出的功能可以不按顺序发生。例如，取决于所涉及的功能性，实际上可以基本上同时执行相继示出的两个块，或者有时可以以相反顺序执行这些块。

在这种情况下，如实施例中所使用的术语“～单元”意指但不限于执行某些任务的软件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。然而，“～单元”不旨在限于软件或硬件。术语“～单元”可以有利地被配置为驻留在可寻址存储介质上并且被配置为在一个或更多个处理器上执行。因此，“～单元”可以通过示例包括组件(诸如，软件组件、面向对象软件组件、类组件和任务组件)、进程、函数、属性、程序、子例程、程序代码的片段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。在组件和“～单元”中提供的功能性可以被组合成更少的组件和“～单元”或者进一步分成附加组件和“～单元”。此外，组件和“～单元”可以被实现为在设备或安全多媒体卡中操作一个或更多个中央处理单元(CPU)。

此外，在用于解释根据实施例的方法的附图中，解释的顺序可以不总是与执行的顺序相对应，并且可以改变执行的关系，或者可以并行执行。此外，除非在实施例中被提及为必要，否则可以选择性地执行。

图1是说明使用数学建模技术的网络设计的图。

参照图1，发射器110和120可以通过形成发射波束112和122来发射信号。

如上所述的数学建模技术可以通过利用特定信号发射/接收建模技术、发射信号的频率的输入以及距离等明确表达的函数来预测RF信息入。如图中所示，发射器110和120可以分别在三个方向上形成波束112和122，因此可以通过建模技术来应用发射信号的RF特性。通过如上所述的数学建模技术，可以以较少的计算量来预测RF信息，但是在较高频率下需要精确测量的方法。

图2是说明根据本公开的实施例的射线追踪模拟方法的图。

参照图2，在假设一个或更多个发射器212、214和216发送信号的情况下，在地图上对比显示由各个发射器212、214和216发射的信号的接收强度。也就是说，较深的颜色表示具有较强的接收强度的区域，较浅的颜色表示较弱的信号强度。

更具体地，在假设接收器220的位置的情况下，可以确定在相应区域中信号的接收强度。此外，可以确定从一个发射器212到接收器220的可能路径的传输信道。可能存在直接从发射器212发射到接收器220的信号242和从另一物体230反射且然后在接收器220中接收到的信号232。如上所述，通过根据射线追踪执行模拟可以获得关于从发射器212、214和216接收到的信号的强度以及在特定区域中的相应信号的传输路径的信息。在根据信号的传输路径确定信号接收强度时，在考虑从其反射信号的物体的表面材料和外部形状中的至少一个的情况下，接收器220可以获得更准确的信号接收信息。尽管在实施例中提到了表面材料，但是表面材料不仅仅意味着物体的外部表面，而是可以包括物体内部的可以对无线电波的反射施加影响的材料，并且通过这样的信息可以估计更准确的无线电波反射特征。

此外，无线电波可透射的障碍物可以位于直接发射信号的路径上。障碍物的例子可以是树，并且除了树之外，在射线追踪模拟期间可以考虑当无线电波穿透障碍物时可能引起信号衰减的障碍物。如上所述，考虑到关于无线电波可透射的障碍物的信息，可以获得更准确的模拟结果。尽管树被例示为位于通信路径上并在无线电波传输期间导致信号衰减的障碍物，但是安装在通信路径上的其他植物或设施也可能是障碍物，此外，可能导致信号衰减的其他物体也可以作为障碍物。

如上所述，通过执行射线追踪，可以在地图上确定优选发射器位置和优选接收器位置中的至少一个。此外，根据实施例，可以考虑多个发射器位置候选和接收器位置候选来执行射线追踪模拟，并且可以根据射线追踪结果来确定发射器位置和接收器位置中的至少一个。

如上所述，射线追踪模拟技术可以确定用于RF信号通过的各个路径的传输信道，并且可以基于该确定来预测接收器220的位置处的RF信号信息。在实施例中，射线追踪模拟技术可以在根据信号路径确定信道环境的过程中通过计算信号传输的距离、路径的环境(例如，介质的种类)以及3D地形和建筑物的反射和衍射中的至少一项来预测更准确的RF信号信息。此外，根据通过上述技术的信道估计方法，对RF信号的频率没有限制，可以精细地反映实际环境，并且可以基于模拟结果来确定是优选发射位置和接收位置中的至少一个。

此外，在5G网络中使用28GHz至60GHz的超高频信号。因此，为了在5G网络设计工具中找出无线信号信息，可以使用射线追踪模拟技术而不是数学建模技术来提高准确性。在射线追踪模拟的示例中，当预测从建筑物反射的无线电波的路径时，可以在所有建筑物的表面具有相同的RF特性的假设下计算反射。然而，由于RF信号的反射率根据反射表面的表面材料、外部形状和图案而不同，所以这种假设不能保证准确的模拟结果，因此需要考虑相应信息的射线追踪技术。

图3A和图3B是说明根据本公开的实施例的用于获得3D地图信息的方法的图。

参照图3A和图3B，可以基于图3A的实际图像信息和与该图像信息相对应的位置信息来获得3D地图信息。更具体地，可以获得图3B的3D地图信息，使得可以基于图像信息执行射线追踪模拟。

在图3B中，获得的地图信息可以包括建筑物310、接收器候选区域330和树320。基于如上获得的地图信息，可以确定发射器位置候选和接收器位置候选，并且优选发射器位置和优选接收器位置中的至少一个可以通过执行射线追踪模拟来确定。

此外，在实施例中，在诸如建筑物310的元素的情况下，其特征可以为反射或散射无线电波，并且考虑到如上所述的元素的表面材料和外部形状，因此可以获得更准确的模拟结果。

此外，在实施例中，在树320的情况下，可以进行无线电波传输，但是与空气相比，所传输的无线电波可能遭受很大的信号衰减。如上所述，考虑到穿过诸如树320的物体的无线电波传输特性，可以获得更准确的模拟结果。

此外，在实施例中，可以根据射线追踪选择性地执行接收器候选区域330，并且接收器候选区域330可以包括可以安装固定或可移动接收器的区域。更具体地，接收器可以被安装在建筑物310的窗户区域中，并且在建筑物内的另一接收器与建筑物外的发射器之间的通信期间，安装在窗户区域中的接收器可以用作中继器。如上所述，通过考虑接收器候选区域330进行射线追踪模拟，可以获得考虑更优选的信号接收环境的结果值。

图4A和图4B是说明根据本公开的实施例的通过图像信息获得图像内的物体的材料信息的方法的图。

参照图4A和图4B，可以根据图像信息确定在图像内部显示的物体的材料。更具体地，可以根据基于深度运行的计算机视觉技术从图像信息确定图像内部的物体的材料。与详细的基于深度运行的计算机视觉技术有关的特征将在后面描述。

在实施例中，通过分析图4A的图像信息，可以获得图4B的结果。在这种情况下，可以基于在图像内部显示的颜色、对比度、反射率、各个元素之间的相互位置关系以及图像的全部构成元素的部署中的至少一种来确定各个元素。在实施例中，可以确定例如沥青410、混凝土420、植物430、铁结构440、车辆450、天空460或玻璃470等材料。如上所述，可以通过图像信息确定在图像内部显示的元素的材料并在射线追踪模拟中反映材料的特性来获得更准确的结果。

图5是说明根据本公开的实施例的通过射线追踪来分析通信信道环境的方法的图。

参照图5，公开了一种用于执行射线追踪模拟的方法。在实施例中，射线追踪模拟可以由包括控制器的计算设备执行。该计算设备可以是包括中央控制处理器的计算设备，并且其可以包括个人计算机和工作站。在以下实施例中，可以提到模拟是由计算设备执行的。

在操作510，计算设备可以获得2D图像信息和3D地图信息。在实施例中，2D图像信息可以包括与图像相对应的附加信息，并且该附加信息可以包括图像捕获信息，该图像捕获信息包括捕获图像的位置信息、方向信息和视角。基于该附加信息，可以确定与2D图像信息相对应的3D地图信息。该信息可以包括地面或水上的楼房、建筑物以及植物的形状信息，并且根据实施例，该信息可以包括与发射器候选位置和接收器候选位置中的至少一个有关的信息。

在操作520，计算设备可以基于地图信息和图像信息中的至少之一获得实际环境信息。实际环境信息可以包括位于通信路径上的物体和该物体的特性。更具体地，可以分析2D图像信息，并且基于此，可以确定可以位于通信路径上的物体的特性。该物体的特性可以包括物体的表面材料和物体的外部形状中的至少一个，并且在无线电波可透射的物体的情况下，该特性可以包括与物体的形状以及传输期间的信号衰减程度有关的信息。

在操作530，计算设备可以执行通信路径的实际环境信息到3D地图信息的映射。如上所述，在映射到3D地图信息期间，可以基于包括在2D图像信息中的附加信息，将通过2D图像信息获得的附加信息映射到与3D地图信息相对应的物体上。

在操作540，计算设备可以基于通过操作530生成的信息来执行射线追踪模拟。在实施例中，可以以如下方式执行射线追踪模拟：在考虑到特定方向上的波束的情况下，随着波束信息的连续改变执行相应的射线追踪模拟，或在假设发射器可以在所有方向上发射波束的情况下执行相应的射线追踪模拟，其中，在所有方向上，发射器可以在相同时间段内发射波束。可以通过反映从发射机发射的信号被接收器接收的路径以及路径上的实际环境信息来预测和分析接收器可以接收到的信号的质量作为执行射线追踪模拟的结果。此外，在实施例中，当执行射线追踪模拟时，可以基于3D地图信息来确定发射位置和接收位置中的至少一个，并且可以基于在操作530映射的信息来确定信号发射环境。

在操作550，可以基于射线追踪模拟来获得结果值，并且可以基于所获得的结果值和在实际环境中测得的值来执行附加的射线追踪模拟。更具体地，将模拟结果值与实际环境测量值相互比较，并且如果比较值彼此不同，则可以通过基于实际环境测量值改变在操作520获得的信息来重新生成模拟结果值。如上所述，通过在3D地图中反映实际环境信息来执行射线追踪模拟，可以更可靠地分析通信信道。更具体地，可以将发射器和接收器直接安装在经受射线追踪模拟的区域中，并且可以添加或更新基于发射器发射的信号和接收器接收的结果值来执行射线追踪模拟的基本信息。

如上所述，基于射线追踪模拟结果，可以确定用于在地图的特定区域中提供无线服务的优选发射器位置和接收器位置中的至少一个。如上所述，通过确定优选发射器位置和接收器位置中的至少一个，可以执行有效的网络设计。更具体地，可以确定优选基站位置以便有效地将无线信号提供给特定区域中的无线终端。如上所述，通过确定优选基站位置，即使在部署较少数量的基站的情况下，也可以提供有效的服务。

此外，通过反映在实际环境中测得的信号接收信息，可以进行自适应网络管理。更具体地，如果在安装发射器之后改变了周围环境，则可以执行考虑到变化的环境的附加射线追踪模拟并且可以进行网络管理，例如可以执行通过附加反映结果值来调整发射器位置。此外，这种网络管理除了调整发射器位置之外，还可以包括改变由发射器发射的与波束有关的信息。更具体地，发射器可以基于射线追踪模拟结果值来确定发射波束和接收波束。为了如上所述确定发射波束和接收波束，可以基于射线追踪模拟结果值来执行波束对准。如上所述的自适应网络管理可以被周期性地执行。

图6是说明根据本公开的实施例的建筑物的室内和室外无线电波接收质量的测量的图。

参照图6，发射设备可以位于外部。参照与用于信号测量的结构有关的610，如果如图所示形成由发射设备发射的无线信号的发射方向630，则可以在与建筑物620相邻的地方或在建筑物620的内部测量信号接收质量。在实施例中，信号接收质量可以包括信号接收功率，并且还可以包括指示信号是否失真的信息以及诸如干扰信号比的信息。

建筑物620可以包括露台640，并且位于露台内部和外部的测量点可以被表示为o1至o5，并且位于室内的测量点可以被表示为#1至#12。可以在各个测量点处确定由发射设备发射的信号的接收质量。

该建筑物可以包括：诸如墙壁655的结构，该结构难以通过无线电波传输并且实际上阻止了无线电波；以及诸如窗户650的结构，无线电波可以通过该结构向内部传输。如上所述，在室内测得的信号质量可以根据构成建筑物的各个部分的结构而不同。在实施例中，被称为窗户650的无线电波可透射的结构可以包括无线电波可以通过其从建筑物的外部进入建筑物的内部的结构，并且该结构可以由无线电波可以通过其轻松传输的材料制成。此外，即使在无线电波传输不容易的情况下，也可以将无线电波实际可以通过其传输的结构确定为无线电波入射结构。

更具体地，在室内测量点的情况下，在与窗户650相邻的测量点#1、#4、#6、#9以及#12处测量的无线电波接收质量可能是好的。

在这种情况下，窗户650的位置、大小、材料和周围结构可以对可在室内传播的信号的质量施加影响，并且考虑到上述元素和建筑物上的窗户的位置，可以更准确地预测室内的信号传播环境。

图7是说明根据信号的频率传播到建筑物内部的信号的方面的图。

参照图7，示出了在室外发射的无线电波的一个方面，该无线电波通过诸如窗户的无线电波入射结构被发射到内部。更具体地，示出了可以根据所发射的无线电波的频率在室内传播的信号的传播方面。

在图7中的(a)的情况下，示出了传播方面，在该传播方面中，传播低频无线信号710，一部分无线信号穿透(740)墙壁720，另一部分无线信号通过入射结构在室内传播，并且无线信号的另一部分通过入射结构附近的衍射(730)在室内传播。

在图7中的(b)的情况下，示出了传播方面，其中传播高频无线信号760，一部分无线信号穿透(790)墙壁770，另一部分无线信号通过入射结构在室内传播，并且无线信号的另一部分通过入射结构附近的衍射(780)在室内传播。

在高频无线信号760的情况下，与低频无线信号710相比，其具有较低的透射率和较小的衍射范围，并且除了直接穿过入射结构的信号之外，其在室内的传播与低频无线信号相比可能是困难的，因此有必要考虑无线电波入射结构来分析室内传播环境。

此外，无线电波入射结构的材料和厚度的特性、入射结构上的物体(例如，窗户框)和与入射结构相邻的结构可能会对无线信号的室内传播方面产生影响，因此有必要考虑这一点。

图8是说明当无线电波透射通过物体时由于可透射物体的厚度和无线电波的入射角导致的无线电波损耗的图。

参照图8，可以将可透射物体830放置在发射器810与接收器820之间，并且可以根据入射角和可透射物体830的厚度来测量信号损耗840。

在实施例中，当信号垂直于可透射物体830时入射角最小，而当信号平行于可透射物体830时入射角最大。

如上所述，在可透射物体830具有较大厚度并且入射角较大的情况下，信号损耗可能会增加，并且基于此，可以基于位于无线电波入射结构上的可透射物体830的材料和厚度以及无线电路入射角度来确定无线信号的室内传播方面。

图9是说明根据位于建筑物上的无线电波入射结构上的物体的部署的无线电波传输方面的图。

参照图9，根据位于无线电波入射结构上的物体920的部署形状示出了室内无线信号传播方面。

无线电波入射结构可以形成在建筑物的墙壁910的一部分上，并且从外部发射的无线信号930的室内传播的方面940可以取决于位于无线电波入射结构上的物体920的部署而不同。位于无线电波入射结构上的物体920可以是窗户的窗户框，并且无线信号的传播方面可以取决于部署的物体数量和厚度方向而不同。

作为示例，如果窗户框的厚度较薄，并且如果窗户框的数量较大，则无线信号可能会被窗户框衍射，因此无线信号可以在更宽的室内范围内传送。

如上所述，考虑到物体920位于无线电波入射结构上，可以确定从外部发射的无线信号是否可以在室内传播的方面。

图10是说明根据与位于建筑物上的无线电波入射结构相邻的物体的无线电波传播方面的图。

参照图10，根据与无线电波入射结构1010相邻的物体1020的部署形状示出了无线信号的传播方面。

在实施例中，由于无线信号1030在所示方向上传播，并且被相邻物体1020反射、散射和衍射，因此无线信号1030的部分分量可以通过无线电波入射结构1010在室内传播。如上所述，根据与无线电波入射结构1010相邻的物体1020的部署，从外部到内部的无线信号传播的方面可以不同，并且鉴于此，可以更精确地确定无线信号传播特性。在实施例中，可以基于测得的无线信号的频率、无线电波入射结构1010的尺寸以及相邻物体1020的尺寸中的至少一个来确定用于确定相邻物体1020的距离。更具体地，该距离可以与无线信号的频率成比例或成反比地确定。此外，如果无线电波入射结构1010较大，则可以分析较远的物体。此外，即使相邻物体1020的尺寸较大，甚至相对于较远的物体也可以分析无线信号传输特性。

此外，根据实施例，可以预先确定用于确定相邻物体1020的距离。

图11是示出根据本公开的实施例的考虑无线电波入射结构来模拟信号传播方面的方法的图。

参照图11，可以基于3D地图数据和相应的2D图像信息从建筑物的结构和位置确定无线电波入射结构，并基于与无线电波入射结构有关的特征来分析无线信号传播特性。由此，可以确定建筑物内部的无线电波传输特性，并且可以确定与安装用于使室内信号传输更加顺畅的辅助设备有关的信息。在实施例中，所谓的3D地图数据可以是包括地标和建筑物的3D地图信息的数据，并且在实施例中，2D图像信息可以包括与地图数据的各个位置相对应的图像数据。

在操作1105，计算设备可以获得与3D地图信息相对应的2D图像信息。在实施例中，2D图像信息可以包括与3D地图信息的各个位置相对应的2D图像数据。根据实施例，2D图像信息可以包括与3D地图信息相对应的街道视图。

在操作1110，计算设备可以根据对应于2D图像信息中的建筑物的图像来分析包括窗户的无线电波入射结构的位置和窗户的特性。在实施例中，窗户的特性可以包括窗户的尺寸。在实施例中，位置分析可以包括通过图像处理确定无线电波入射结构，并且其可以基于重复图像图案、颜色、材料和光反射率中的至少一个来分析包括窗户的无线电波入射结构。基于此，计算设备可以检测至少一个窗户位置。此外，在实施例中，如上所述，可以使用机器学习来分析窗户位置和窗户特性。可以通过重复学习建筑物(例如，楼房)来分析图像，从而根据建筑物确定诸如窗户的无线电波入射结构的位置和特性。

在操作1115，计算设备可以基于检测到的窗户位置从整个结构分析窗户的布局。更具体地，可以通过重复的窗户图案从整个结构确定包括窗户的无线电波入射结构的部署。

在操作1120，计算设备可以基于窗户的布局确定是否存在任何省略的窗户。更具体地，如果省略的窗户位置以重复图案存在，则可以通过2D图像分析来确定是否省略了窗户位置标识。

在操作1125，如果存在省略的窗户，则可以对窗户位置进行内插。更具体地，可以通过图像分析来确定该窗户是否位于确定该窗户被省略的位置。

在操作1130，计算设备可以执行对识别出的窗户的详细结构的分析和对周围结构的分析中的至少一项。更具体地，计算设备可以分析窗户的窗户框是否存在以及窗户框的部署和特性。此外，计算设备可以分析窗户的材料的特性。此外，计算设备可以分析窗户周围的结构。基于如上所述的分析结果，当执行用于确定无线电波传输特性的建模时，计算设备可以获得更准确的结果。

在操作1135，计算设备可以将获得的信息与3D地图信息进行匹配。更具体地，计算设备可以将能够指示无线电波入射结构和每个建筑物的特性的物理参数映射到3D地图上，并且由此，计算设备可以执行对无线信号传播特性的分析。

在操作1140，计算设备可以将匹配的信息作为物理系数进行建模。更具体地，当基于先前获得的物理参数执行模拟时，计算装置可以执行建模作为物理系数，以便分析无线信号的传播特性。在实施例中，可以通过将具有相似传播特性的结构捆绑在同一类别中来降低建模复杂度。

在操作1145，计算设备可以基于先前操作的建模信息来执行与无线信号传播有关的模拟，并且由此，计算装置可以分析无线信号传播特性。

在实施例中，可以在操作1110处完全执行操作1110至1125，并且根据该实施例，可以省略根据窗户布局分析的窗户位置内插的执行。此外，根据实施例，可以在省略所获得的信息的一部分的情况下执行建模，并且由此可以降低计算复杂度。更具体地，可以通过诸如发射信号的频率的特性来确定省略所获得的信息的一部分。更具体地，在执行具有低反射特性的信号的模拟的情况下，可以省略与无线电波入射结构相邻的建筑物有关的信息的情况下执行模拟。

在实施例中，作为模拟的示例，可以获得地图信息，并且可以获得与地图相对应的图像信息(例如，街景)。可以基于诸如地图信息或街景的图像信息来确定建筑物的位置，并且可以基于图像信息根据该建筑物分析无线电波入射结构和特性。可以通过将分析出的信息再次映射到地图信息上并且通过基于该映射将传播特性建模为物理系数来执行考虑到该建筑物和无线电波入射结构的无线信号传播模拟。

图12是说明根据本公开的实施例的考虑无线电波入射结构来模拟信号传播方面的过程的图。

参照图12，计算设备可以基于2D图像来识别建筑物的无线电波入射结构的特性并且其可以执行到3D地图上的映射。

计算设备可以获取2D图像1205的信息。计算设备可以通过图像分析来识别建筑物。

计算设备可以从图像1205识别建筑物1210的位置，并且它可以识别部署在建筑物上的窗户1215的位置。如上所述的建筑物1210的位置和窗户1215的位置可以通过图像分析来执行。更具体地，可以基于图像分析来确定至少一个窗户候选组，并且可以基于候选组的部署来搜索另外的窗户。

此外，计算设备可以从识别出的窗户1215中识别窗户的详细结构1220以及窗户周围结构1225和1230，并且计算设备可以通过图像分析来执行该操作。窗户上的详细结构的类型可以包括窗户框的部署和厚度，并且可以包括部署在各个方向上的窗户框的数量。窗户周围结构可以包括距窗户的距离并且还可以基于与窗户的部署关系来包括该类型。

此外，计算设备可以基于分析出的建筑物1210和窗户1215的位置通过图像分析对省略的窗户1235进行内插。在上述内插过程中，可以考虑窗户部署状态和建筑物结构。更具体地，如果窗户没有部署在具有对称结构的建筑物的一部分中，则计算设备可以确定与省略的窗户相同，或者可以通过附加的图像分析来确定是否省略了该窗户。

如标号1240所表示的，计算设备可以将通过图像分析获得的信息映射到3D地图信息上。更具体地，计算设备可以执行建筑物的墙壁特性和窗户特性的映射，并且其可以基于介电常数、透射率和衍射系数中的至少一项来分析信号传播特性。

图13是示出根据本公开的实施例的依据无线电波入射结构的详细结构的无线电波损耗和衍射特性的图。

参照图13，计算设备可以通过图像分析来识别包括窗户的无线电波入射结构上的详细结构，并且基于此，计算设备可以识别无线信号的传播特性。

如标号1310至1330所表示的，可以分析窗户，并且可以分析其详细结构。该详细结构可以包括由窗户的另一种材料制成的物体，并且作为示例，它可以包括诸如窗户框的结构。根据该详细结构，入射到窗户上的无线信号可能会丢失、衍射或反射。在实施例中，可以通过图像分析来执行窗户的详细结构的识别。更具体地，窗户的详细结构可以包括通过图像分析确定窗户框方向、宽度、材料和窗户框的数量中的至少一个。如上所述，通过确定并体现窗户的详细结构，可以考虑无线电波入射结构，将窗户的详细结构数字化并反映在模拟结果中。更具体地，根据该详细结构，可以确定与反射、穿透和衍射中的至少一项有关的数字，并且基于此，可以模拟通过无线电波入射结构进行的无线信号室内传播。

标号1350表示根据晶格的宽度的传播损耗，并且随着晶格的宽度增加损耗亦随之增加。也就是说，损耗程度可以根据晶格数而不同。

标号1360表示根据晶格的厚度的无线电波衍射的程度，并且随着晶格的厚度减小衍射却随之增加。也就是说，衍射程度可以根据晶格数而不同。

如上所述，通过分析窗户的详细结构，可以很好地分析无线信号的传播特性。

图14是说明与位于建筑物上的无线电波入射结构相邻的物体的种类的图。

参照图14，计算设备可以例如通过图像分析来识别与无线电波入射结构(例如，窗户)相邻的物体并且可以考虑到物体对无线信号传播的影响来执行模拟。

如图所示，在与窗户相邻的设施1425(例如，屋檐结构1410、屋盖结构1415、搁板结构1420和室外机)的情况下，它可能会对无线信号的反射、衍射、以及穿透施加影响。除了所示的结构之外，在如上所述的可能对无线信号的反射、衍射和穿透中的至少一种施加影响的结构的情况下，考虑到尺寸、形状和距窗户的距离中的至少一个，可以通过图像分析模拟通过无线电波入射结构进行的室内无线信号传播。

图15是说明根据建筑物的无线电波入射结构和信号路径来安装用于传送无线电波的辅助物体的方法的图。

参照图15，可以识别用于发射无线信号的路径1515，并且基于此，可以识别入射结构。更具体地，可以基于标号1510的图像来分析无线电波入射结构。因此，可以识别标号1520至1540的无线电波入射结构，并且可以考虑无线电波入射结构的尺寸和材料、无线电波入射结构的详细结构以及相邻物体来模拟无线信号如何在室内传播。

在这种情况下，可以基于在先前实施例中分析的信息来将物理值数字化并反映在3D模型中，并且基于此，可以执行模拟。基于此，可以确定室内无线信号传输的方面，并且如果用于室内通信的无线信号的质量不佳，则可以得出相应的结果值，并基于此可以确定用于辅助无线电信号传播的装置的配置信息。稍后将描述其细节。

图16是说明用于传送无线信号的辅助物体的图。

参照图16，示出了用于传送无线信号的辅助物体。更具体地，通过将所示的辅助物体安装在无线电波入射结构附近，无线信号可以在室内良好地传播。如上所述的辅助物体可以反射和衍射无线信号。在实施例中，可以选择适合于无线电波反射和衍射的辅助物体的材料，并且根据实施例，可以形成特定的图案以在更宽的方向上执行衍射和反射。在这种情况下，可以基于所使用的无线电波的频率来确定图案的大小。更具体地，图案可以包括以恒定间隔的凹槽结构或重复的不规则结构。通过包含这样的图案，可以更容易地执行衍射和反射。

此外，可以在无线电波入射结构附近安装辅助物体，并且可以考虑信号传输方向和无线信号未到达的区域的位置中的至少一个来确定辅助物体的安装方向。

此外，辅助物体可以包括圆柱形状1610、双圆柱形状1615和四边形形状1620，但是辅助物体的形状不限于此。通过安装辅助物体，可以更轻松地在室内传送无线信号。

图17是说明根据本公开的实施例的依据网络操作状况传送无线电波的辅助物体的安装的图。

参照图17，示出了一种根据网络操作情况安装用于传送无线电波的辅助物体并且基于所安装的物体来执行网络操作的方法。

发射器1705可以朝向建筑物1710发射信号。在这种情况下，可以阻碍无线电波穿透的物体(例如，树1715)可以位于发射器1705和建筑物1710之间。通过最初分析无线信号的传播方面，可以在建筑物内确定用于传播无线信号的辅助物体的安装位置。作为示例，可以配置初始最佳安装位置1720并且可以相应地安装辅助物体。

此后，如果树1715长高了或树1715的位置发生了改变，则可以将辅助物体额外地安装在除了初始最佳安装位置1720之外的第二最佳位置1725处。可以根据初始模拟来确定第二最佳位置1725，并且根据实施例，可以另外考虑树1715的长高了或树1715的位置发生了改变来安装辅助物体。

此外，在实施例中，发射器1705可以考虑辅助物体的安装位置1720和1725来发射信号。更具体地，可以根据所安装的辅助物体通过选择适合于衍射和反射中的至少一种的波束来发送信号。更具体地，可以根据所安装的辅助物体的位置和特性来改变并发送对应波束的频率和波束方向。

图18是说明根据本公开的实施例的计算设备的图。

图18示出了根据本公开的实施例的计算设备。

参照图18，根据实施例的计算设备1800包括输入器1810、存储器1815和控制器1820。

收发器1810可以向计算设备1800外部的设备发射信号和从计算设备1800外部的设备接收信号。更具体地，收发器1810可以向外部设备发射数据和从外部设备接收数据，并且收发器1810可以包括为实现上述的接口。

存储器1815可以存储与计算设备1800有关的信息以及通过收发器1810发射和接收的信息中的至少一个。此外，存储器1815可以存储在本公开的实施例中模拟所需的全部信息，例如，根据模拟结果的信息、关于根据图像分析的物体表面材料和外部形状的信息、3D地图信息以及关于映射的物体表面材料和外部形状的信息。此外，根据实施例，存储器1815可以存储与无线电波入射结构有关的信息。此外，可以基于模拟结果和比较结果中的至少之一来添加、删除或更新存储在存储器1815中的信息。

控制器1820可以控制计算设备1800的操作，并且可以控制计算设备的整体操作，以便执行与上述实施例中如上所述的与计算设备有关的操作。控制器1820可以包括至少一个处理器。此外，根据本公开的实施例，可以通过包括用于执行上述方法的指令的程序来控制处理器。此外，该程序可以存储在存储介质中，并且该存储介质可以包括易失性或非易失性存储器。存储器可以是能够存储数据的介质，并且在存储指令的情况下，其形状不受限制。

图19是说明根据本公开的实施例的基站的图。

参照图19，根据实施例的基站1900包括收发器1910、存储器1915和控制器1920。

收发器1910可以向终端和另一网络实体发射信号以及从终端和另一网络实体接收信号。

存储器1915可以存储与基站1900有关的信息以及通过收发器1910发射和接收的信息中的至少一种。此外，存储器1915可以存储模拟结果和用于传送无线信号的辅助物体的安装位置的至少一条信息。在实施例中，存储器1915的配置不是必需的。

控制器1920可以控制基站1900的操作，并且可以控制基站的整体操作，以执行与上述实施例中的上述基站有关的操作。控制器1820可以包括至少一个处理器。

同时，在本说明书和附图中公开的本公开的优选实施例以及其中使用的特定术语被示出为仅呈现特定示例，以阐明本公开的技术内容并帮助理解本公开，但并不意图限制本公开的范围。对于本领域技术人员将显而易见的是，除了所公开的实施例之外，基于本公开的技术主旨的各种修改是可能的。

Claims (15)

1.一种在无线通信系统中识别无线信号传输特性的方法，所述方法包括：

识别信号发射位置；

识别与建筑物有关的二维(2D)图像信息；

基于所述2D图像信息，识别位于所述建筑物上的至少一个无线电波入射结构，其中无线信号可在所述至少一个无线电波入射结构中进行传输；以及

基于关于所述至少一个无线电波入射结构的信息，识别从所述信号发射位置发射的无线信号的传输特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述无线信号的传输特性包括：识别从所述建筑物内部的所述信号发射位置发射的所述无线信号的传输特性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述无线电波入射结构包括：识别所述无线电波入射结构的尺寸信息或所述无线电波入射结构的材料信息中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线电波入射结构包括窗户，位于所述无线电波入射结构上的物体包括所述窗户的窗户框，并且

识别所述无线电波入射结构包括识别所述窗户框的数量、所述窗户框的部署方向或所述窗户框的宽度中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：识别与所述无线电波入射结构相邻的物体，

其中，所述无线信号的传输特性是基于与所述无线电波入射结构相邻的物体而识别出的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述至少一个无线电波入射结构包括：

识别所述建筑物的图像信息；以及

基于所述图像信息来识别一个或更多个无线电波入射结构，

其中，识别所述至少一个无线电波入射结构包括：基于所识别出的一个或更多个无线电波入射结构的部署来识别另外的无线电波入射结构。

7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：基于关于所述至少一个无线电波入射结构的信息和所识别出的无线信号的传输特性，识别用于安装辅助无线信号传输的物体的位置，

其中，所述辅助无线信号传输的物体的形状是基于所述无线信号的频率和所述信号发射位置而确定的，

所述建筑物是基于3D地图信息而识别出的，并且所述无线电波入射结构是基于与所述3D地图信息相对应的图像信息而识别出的。

8.一种在无线通信系统中分析信号传输特性的计算设备，所述计算设备包括：

收发器，所述收发器被配置为发射和接收信息；以及

控制器，所述控制器被配置为：识别信号发射位置；识别与建筑物有关的2维(2D)图像信息；基于所述2D图像信息，识别位于所述建筑物上的至少一个无线电波入射结构，其中无线信号可在所述至少一个无线电波入射结构中进行传输；以及基于关于所述至少一个无线电波入射结构的信息，识别从所述信号发射位置发射的无线信号的传输特性。

9.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述控制器被配置为识别从所述建筑物内部的所述信号发射位置发射的所述无线信号的传输特性。

10.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述控制器被配置为识别所述无线电波入射结构的尺寸信息或所述无线电波入射结构的材料信息中的至少一个。

11.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述无线电波入射结构包括窗户，并且位于所述无线电波入射结构上的物体包括所述窗户的窗户框，以及

所述控制器被配置为识别所述窗户框的数量、所述窗户框的部署方向或所述窗户框的宽度中的至少一个。

12.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述控制器被配置为识别与所述无线电波入射结构相邻的物体，

其中，所述无线信号的传输特性是基于与所述无线电波入射结构相邻的物体而识别出的。

13.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述控制器被配置为：

识别所述建筑物的图像信息，并且基于所述图像信息识别一个或更多个无线电波入射结构，以及

基于所识别出的一个或更多个无线电波入射结构的部署来识别另外的无线电波入射结构。

14.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述控制器被配置为：基于关于所述至少一个无线电波入射结构的信息和所识别出的无线信号的传输特性，识别用于安装辅助无线信号传输的物体的位置，

其中，所述辅助无线信号传输的物体的形状是基于所述无线信号的频率和所述信号发射位置而确定的。

15.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述建筑物是基于3D地图信息而识别出的，并且所述无线电波入射结构是基于与所述3D地图信息相对应的图像信息而识别出的。

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