CN114697976B

CN114697976B - 确定室内网路分布的方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN114697976B
Application number: CN202210179193.6A
Authority: CN
Inventors: 曹艳杰
Original assignee: Chengdu Lianzhou International Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Lianzhou International Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2023-12-22
Anticipated expiration: 2042-02-25
Also published as: CN114697976A

Abstract

本发明公开了一种确定室内网路分布的方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取目标户型图；对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵；对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值；基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置。本发明的技术方案，通过空间采样获得N*N空间传输矩阵，实现了为用户提供了N种空间覆盖的方案，同时，给用户基于室内的实际情况确定AP的位置，提供了极大的便利。

Description

确定室内网路分布的方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种确定室内网路分布的方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

我们家居环境通常采用无线通信技术(Wireless Fidelity，WIFI)进行无线网络覆盖，但是由于家居环境结构复杂，WIFI电磁波在家居环境下的覆盖一直是难点。

为了实现较好的WIFI信号覆盖，通常会通过一些电磁仿真软件来计算家具环境下家里各个位置的WIFI信号强度，即WIFI网络覆盖热点图。当前WIFI网络覆盖热点图的主流方法是通过高频近似法(包含几何光学、物理光学)来实现，虽然这种方法可以比较快速的计算出空间各个位置的电场强度值，但是精度受限，而且不能很好地满足客户最优化布局WIFI网络的需求；例如：单次仿真真能模拟WIFI无线接入点(Access Point，AP)放置于特定某个位置情况下的空间电场分布性能，不能遍历家里各个位置，找到最优的放置AP的位置。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种确定室内网路分布的方法、装置、设备及存储介质。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下技术方案：

一种确定室内网路分布的方法，包括：

获取目标户型图；

对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵；

对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值；

基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置。

可选的，还包括：

基于所述AP的目标位置以及所述AP的发射功率，确定所述目标户型图的每个位置的接收功率；

基于每个位置的所述接收功率，输出信号强度热力图。

可选的，所述对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵，包括：

将所述目标户型图导入电磁仿真软件；

其中，所述目标户型图设有N个偶极子天线探头；

基于所述电磁仿真软件，获得空间传输矩阵；

其中，N为所述目标户型图包含房间的个数的整数倍。

可选的，所述空间传输矩阵为N行N列矩阵。

可选的，所述对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值，包括：

对所述空间传输矩阵的行进行计算，获得所述第一目标行值；

对所述空间传输矩阵的列进行计算，获得所述第一目标列值。

可选的，所述对所述空间传输矩阵的行进行计算，获得所述第一目标行值，包括：

对所述空间传输矩阵的每行进行内积计算，获得N个行内积；

对N个所述行内积进行比较，获得所述第一目标行值。

可选的，对所述空间矩阵的列进行计算，获得所述第一目标列值，包括：

对所述空间传输矩阵的每列进行内积计算，获取N个列内积；

对N个所述列内积进行比较，获得所述第一目标列值。

可选的，所述基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置，包括：

基于所述第一目标行值，确定第一目标行；

基于所述第一目标列值，确定第一目标列；

基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置。

可选的，基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置后，还包括：

对N个行内积进行比较，确定第M目标行值；基于所述第M目标行值确定第M目标行；

对N个列内积进行比较，确定第M目标列值；基于所述第M目标列值确定第M目标列；

基于所述第M目标行以及第M目标列，确定第M位置；其中，M小于N，且为正整数。

本发明的实施例还提供一种确定室内网路分布的装置，包括：

获取模块，用于获取目标户型图；

处理模块，用于对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵；

计算模块，用于对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值；

确定模块，用于基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置。

本发明的实施例还提供一种电子设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的方法。

本发明的实施例，具有如下技术效果：

本发明的上述技术方案，1)基于空间传输矩阵确定了最佳传输损耗的AP摆放位置，进而满足了用户最优化布局WIFI网络的需求。

2)通过空间采样获得N*N空间传输矩阵，实现了为用户提供了N种空间覆盖的方案，同时，给用户基于室内的实际情况确定AP的位置，提供了极大的便利。

3)空间传输矩阵基于偶极子天线探头的个数或者室内房间总数确定行列数，用于确保每个偶极子天线探头的传输损耗均可以基于空间传输矩阵获取到。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例提供的目标户型图的示意图；

图2是本发明实施例提供的确定室内网络分布的方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的信号强度热力分布图；

图4是本发明实施例提供的确定室内网络分布的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的实施例提供一种确定室内网络分布的系统，包括：

电磁仿真软件、处理器以及存储器，其中，电磁仿真软件设有输入接口以及输出接口；电磁仿真软件基于网络分别与处理器以及存储器实现数据交互。

如图1所示，目标户型图包含N个偶极子天线探头，工作人员通过稀疏采样法在目标户型图对应的室内放置N个偶极子天线探头；具体的放置方式为，室内包括几个房间则放置几的整数倍个偶极天线探头，且在每个房间放置的偶极子天线探头的个数相同；也即在每个房间内至少放置一个偶极天线探头；例如，在室内有5个房间，则一共在室内放置5、10或20个偶极子天线探头；也即，此时的N的值为5、10或20。

进一步地，为了便于后续的计算，本发明的实施例在基于电磁仿真软件进行建模之前，可以对目标户型图上面的每个偶极子天线探头进行标号，例如，目标户型图包括的房间数为5，每个房间设置的偶极子天线探头个数为4，则对应的每个偶极子天线探头的序号依次为1、2、3……20。

在实际应用场景中，工作人员将用户的目标户型图基于输入接口输入至电磁仿真软件进行处理；具体的，电磁仿真软件结合偶极子天线探头以及户型图，计算获得S参数(用于表征传输损耗)，并基于S参数获得空间传输矩阵；

其中，电磁仿真软件在获取到包含偶极子天线探头的目标户型图以及以后，将这些信息发送至处理器进行建模并计算处理，处理器基于获得的数据进行计算，获得S参数；处理器计算获得基于S参数表征的空间传输矩阵，然后处理器基于空间传输矩阵，确定AP的目标位置。

另外，本申请的实施例，基于处理器对空间传输矩阵进行具体的计算时，还可以具体地确定室内的多个位置的信号强度，进而生成WIFI信号强度热力图分布，也即，电磁仿真软件可以基于输出接口输出室内WIFI信号强度热力图分布，使得用户在可以获得到室内最佳的放置AP的位置后，还可以获得多个位置在放置AP后的信号强度。

进一步地，在计算过程中产生的数据，可以基于网络存储至存储器中，以备后续的调用。

如图2所示，本发明的实施例还提供一种确定室内网路分布的方法，应用于上述系统，包括：

步骤S1：获取目标户型图；

具体的，本发明的实施例，可以基于手绘或者摄像等方式获得目标户型图；

进一步地，目标户型图可以包括多个房间的布局信息、房间的比例信息以及大小尺寸信息等等。

步骤S2：对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵；

具体的，所述对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵，包括：

将所述目标户型图导入电磁仿真软件；

其中，所述目标户型图设有N个偶极子天线探头；

基于所述电磁仿真软件，获得空间传输矩阵；

其中，N为所述目标户型图包含房间的个数的整数倍。

本发明的实施例，基于电磁仿真软件对目标户型图进行处理，方法简单、结果准确。

在实际应用场景中，可以基于手动或者智能自动的方式将目标户型图导入到电磁仿真软件，在将目标户型图导入电磁仿真软件以后，电磁仿真软件基于目标户型图进行建模，并计算获得每个偶极子天线探头的传输损耗，然后基于每个偶极子天线探头的传输损耗获得空间传输矩阵，具体的空间传输矩阵如下所示：

具体的，空间传输矩阵的每个元素对应一个偶极子天线探头的传输损耗；其中，空间传输矩阵中的第一行第一列表示序号为1的偶极子天线探头的传输损耗；空间传输矩阵中的第一行第二列以及第二行第一列表示序号为2的偶极子天线探头的传输损耗；依次类推，将N个偶极子天线探头全部对应到空间传输矩阵中；

进一步地，空间矩阵中对角线上的元素，例如：第一行第一列元素、第二行第二列元素、第三行第三列元素……第二十行第二十列元素表示分别对第1号偶极子天线探头、第2号偶极子天线探头、第3号偶极子天线探头……第20号天线探头自身到自身的传输损耗，因为从某个偶极子天线探头自身到其自身不存在传输损耗，因此，将空间传输矩阵的对角线上的元素的值设定为1。也即，落在空间传输矩阵的对角线上的元素的值全部为1。

需要说明的是，电磁仿真软件包括多种类型，本发明的实施例对此不做具体的限定。

进一步地，所述空间传输矩阵为N行N列矩阵。

本发明的实施例，空间传输矩阵基于偶极子天线探头的个数或者室内房间总数确定行列数，用于确保每个偶极子天线探头的传输损耗均可以基于空间传输矩阵获取到。

步骤S3：对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值；

具体的，所述对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值，包括：

本发明的实施例，在获得空间传输矩阵以后，首先对空间传输矩阵进行求秩计算，然后确定第一目标行值以及第一目标列值；

一般地，获得的空间传输矩阵为满秩矩阵，但是，也可能会出现空间传输矩阵为非满秩矩阵的情况，因此，本发明的实施例在对空间传输矩阵进行计算之前，先对空间传输矩阵进行秩计算，以验证空间传输矩阵是否为满秩矩阵；

其中，若验证出现空间传输矩阵为非满秩，则可以重新获取空间传输矩阵，直到获得的空间传输矩阵为满秩矩阵为止。

进一步地，对于秩不相同的空间传输矩阵，秩的值越大，则表明信号强度的覆盖率越大。

进一步地，所述对所述空间传输矩阵的行进行计算，获得所述第一目标行值，包括：

对所述空间传输矩阵的每行进行内积计算，获得N个行内积；

对N个所述行内积进行比较，获得所述第一目标行值。

具体的，将N个行内积中值最大的一个行内积作为第一目标行值。

进一步地，对所述空间矩阵的列进行计算，获得所述第一目标列值，包括：

对所述空间传输矩阵的每列进行内积计算，获取N个列内积；

对N个所述列内积进行比较，获得所述第一目标列值。

具体的，将N个列内积中值最大的一个列内积作为第一目标列值。

步骤S4：基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置。

具体的，所述基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置，包括：

基于所述第一目标行值，确定第一目标行；

基于所述第一目标列值，确定第一目标列；

基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置。

在实际应用场景中，将与第一目标行与第一目标列的交叉元素对应的偶极子天线探头所对应的位置，确定为目标位置；

其中，本发明的实施例确定的目标位置对应最佳传输损耗，也即最大的传输系数。

找到该目标位置后，即可以将AP放置到该目标位置。

本发明的实施例，基于空间传输矩阵确定了最佳传输损耗的AP摆放位置，进而满足了用户最优化布局WIFI网络的需求。

如图3所示，本发明一可选的实施例，还包括：

基于每个位置的所述接收功率，输出信号强度热力图。

具体的，图3为将AP放到了目标位置后，电磁仿真软件输出的室内的多个位置的信号强度热力图，且图3中所示的的数值的单位为dB。

在实际应用范围中，当某个位置的信号强度低于预设阈值的时候，则在信号强度热力图中，不进行显示；例如，当预设阈值为-75dB，则对于信号强度低于-75dB的位置的信号强度则不进行显示。

其中，用户可以获取AP的输出功率，然后基于如下公式对输出的信号强度热力图中的信号强度进行验证：

接收功率＝输出功率-传输损耗；

将基于上述计算公式计算获得的接收功率与本申请获得的该位置的信号强度进行比较，以验证结果的准确性。

本发明一可选的实施例，基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置后，还包括：

基于所述第M目标行以及第M目标列，确定第M位置；

其中，M小于N，且为正整数。

在实际应用场景中，由于基于空间传输矩阵确定的放置AP的目标位置，实际上对应到实际室内以后，可能会有障碍物存在，例如：家具等不方便放置的物品，因此，用户无法将所述AP放置到目标位置进行后续的使用。

为了解决上述问题，本发明的实施例，可以基于空间传输矩阵获得第二目标行值以及第二目标列值、第三目标行值以及第三目标列值等等；例如：基于第二目标行值以及第二目标列值确定传输损耗大于最佳传输损耗的第二位置；依此类推，可以获得满足客户需求的多个放置AP的位置。

具体的，以第二位置为例，可以基于如下方式确定第二位置；

对N个行内积进行比较，删除行内积最大值，选择剩下的N-1个行内积中最大的行内积为第二目标行值；

对N个列内积进行比较，删除列内积最大值，选择剩下的N-1个列内积中最大的列内积为第二目标列值；

然后，基于第二目标行值确定第二目标行，基于第二目标列值确定第二目标列，基于第二目标行以及第二目标列，可以确定第二位置。

此时，可以实现用户根据自己室内的实际情况，将AP放置到次级位置进行使用。

本发明的实施例，通过空间采样获得N*N空间传输矩阵，实现了为用户提供了N种空间覆盖的方案，同时，给用户基于室内的实际情况确定AP的位置，提供了极大的便利。

如图4所示，本发明的实施例还提供一种确定室内网路分布的装置400，包括：

获取模块401，用于获取目标户型图；

处理模块402，用于对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵；

计算模块403，用于对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值；

确定模块404，用于基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置。

可选的，还包括：

基于每个位置的所述接收功率，输出信号强度热力图。

将所述目标户型图导入电磁仿真软件；

在与所述目标户型图对应的室内放置N个偶极子天线探头；

基于所述电磁仿真软件，获得空间传输矩阵；

其中，N为所述目标户型图包含房间的个数的整数倍。

可选的，所述空间传输矩阵为N行N列矩阵。

对所述空间传输矩阵的每行进行内积计算，获得N个行内积；

对N个所述行内积进行比较，获得所述第一目标行值。

对所述空间传输矩阵的每列进行内积计算，获取N个列内积；

对N个所述列内积进行比较，获得所述第一目标列值。

基于所述第一目标行值，确定第一目标行；

基于所述第一目标列值，确定第一目标列；

基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置。

基于所述第M目标行以及第M目标列，确定第M位置；

其中，M小于N，且为正整数。

另外，本发明实施例的装置的其他构成及作用对本领域的技术人员来说是已知的，为减少冗余，此处不做赘述。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种确定室内网路分布的方法，其特征在于，包括：

获取目标户型图，所述目标户型图设有N个偶极子天线探头；

对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵，其中，空间传输矩阵的每个元素对应一个偶极子天线探头的传输损耗；

基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置；

其中，对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值，包括：

所述空间传输矩阵的每行进行内积计算，获得N个行内积，并对N个所述行内积进行比较，将N个行内积中值最大的一个行内积作为所述第一目标行值；

对所述空间传输矩阵的每列进行内积计算，获取N个列内积，并对N个所述列内积进行比较，将N个列内积中值最大的一个行内积作为所述第一目标列值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于每个位置的所述接收功率，输出信号强度热力图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵，包括：

将所述目标户型图导入电磁仿真软件；

其中，所述目标户型图设有N个偶极子天线探头；

基于所述电磁仿真软件，获得空间传输矩阵；

其中，N为所述目标户型图包含房间的个数的整数倍。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述空间传输矩阵为N行N列矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标行值以及第一目标列值，确定AP的目标位置，包括：

基于所述第一目标行值，确定第一目标行；

基于所述第一目标列值，确定第一目标列；

基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一目标列以及第一目标行，确定所述目标位置后，还包括：

基于所述第M目标行以及第M目标列，确定第M位置；

其中，M小于N，且为正整数。

7.一种确定室内网路分布的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标户型图，所述目标户型图设有N个偶极子天线探头；

处理模块，用于对所述目标户型图进行处理，获得空间传输矩阵，其中，空间传输矩阵的每个元素对应一个偶极子天线探头的传输损耗；

计算模块，用于对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值，其中，对所述空间传输矩阵进行计算，确定第一目标行值以及第一目标列值，包括：

对所述空间传输矩阵的每列进行内积计算，获取N个列内积，并对N个所述列内积进行比较，将N个列内积中值最大的一个行内积作为所述第一目标列值；

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的方法。

9.一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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的方法。