CN117119380A - 一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN117119380A
CN117119380A CN202210531137.4A CN202210531137A CN117119380A CN 117119380 A CN117119380 A CN 117119380A CN 202210531137 A CN202210531137 A CN 202210531137A CN 117119380 A CN117119380 A CN 117119380A
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rays
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苏自翔
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王震
宁子铭
向伟
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Abstract

本发明公开了一种通信覆盖范围估计方法、装置和存储介质，所述方法包括：构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量。如此，通过仿真估计发射机和/或接收机在目的地中的通信覆盖范围并将其作为网络建设的参考依据，以避免实际建造过程中重复建设，降低建造成本；并且，通过1:1真实仿真设计可以有效指导基站建设规划，也更能保障用户的通信质量。

Description

一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
第五代移动通信技术(5G，5th Generation Mobile Communication Technology)是继第四代移动通信技术(4G，4th Generation Mobile Communication Technology)后的又一全新的移动通信技术，拥有极高的速率、极低的延时、极大的容量、可为大量设备提供连接，将对社会、经济、生活带来革命性的影响。
在5G网络建设时，缩小重叠覆盖区以提升用户边缘速率、保障用户感知是网络建设的目标之一，对5G网络覆盖效果进行设计分析就非常关键，直接关系到5G网络建设的效果。
因此，如何更全面的考虑无线网络整体规划、组网拓扑和最佳覆盖，避免重复建设，是当前网络建设时需要考虑的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种通信覆盖范围估计方法，所述方法包括：
构建三维地图模型；
在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；
根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
上述方案中，所述追踪结果包括以下至少之一：射线路径、有效射线的接收功率；
所述运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的发射机发射射线直至接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；包括：
运用入射及反弹射线法(SBR)，追踪所述发射机发出的射线，直至所述接收机接收射线；
通过追踪所述射线的过程，检测所述射线的射线路径和接收机接收到所述射线时的射线强度；
确定满足第一条件的射线，作为有效射线；所述满足第一条件，包括：接收机接收射线时的射线强度高于设定的门限值、且所述射线的反射次数低于预设的最大反射次数；
获取所述有效射线的射线信息，根据所述有效射线的射线信息确定所述有效射线的接收功率。
上述方案中，所述射线信息包括：射线的波长、有效射线到达接收机时在俯仰方向和水平方向的电场强度、有效射线的到达角度。
上述方案中，所述追踪结果还包括以下至少之一：
所述射线的垂直极化矢量；其中，所述射线包括以下至少之一：入射射线、反射射线和透射射线；
所述射线的水平极化矢量；
平行偏振的反射系数；
垂直偏振的反射系数。
上述方案中，所述方法还包括以下至少之一：
根据第一参数和第二参数确定所述射线的垂直极化矢量；
根据所述第一参数和所述垂直极化矢量，确定所述入射射线的水平极化矢量；
根据所述反射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述反射射线的水平极化矢量；
根据所述透射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述透射射线的水平极化矢量；
根据第一介质电磁波本征阻抗、第二介质电磁波本征阻抗、所述第一参数、所述第二参数和所述透射射线的射线波束矢量，确定所述平行偏振的反射系数和所述垂直偏振的反射系数；
其中，所述第一参数为射线传输所在介质的波矢量；所述第二参数为垂直于两种介质界面的单位；
所述反射射线的射线波束矢量基于所述第一参数和第二参数确定；
所述透射射线的射线波束矢量基于所述第二参数和第三参数确定，所述第三参数为透射波参数。
上述方案中，所述仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，包括：
构建无线链路传播模型；
根据所述无线链路传播模型、所述目标三维地图模型和预设的射线反射次数进行射线传播仿真，得到所述发射机与所述接收机之间的射线。
上述方案中，构建所述无线链路传播模型，包括：
创建射线追踪模型和天气损耗模型；
根据所述射线追踪模型和所述天气损耗模型，构建无线链路传播模型；
其中，所述射线追踪模型的算法采用入射及反弹射线法SBR或镜像法；
所述天气损耗模型包括以下至少之一：雨天损耗模型、水汽损耗模型。
上述方案中，所述在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型，包括：
按预设的半径，确定所述发射机的初始覆盖范围；
对所述初始覆盖范围进行划分，得到至少一个网格；
在所述至少一个网格中每个所述网格设置至少一个接收机；所述接收机用于测试所述接收机所在网格的接收信号强度。
上述方案中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述预估所述发射机的覆盖范围，包括：
确定所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度；
根据所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度，预估所述发射机的覆盖范围和所述发射机的覆盖范围内的信号强度。
上述方案中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述确定所述射线的接收功率和发射功率，包括：
检测所述接收机接收的至少一条反射射线的接收功率；
确定所述发射机发送每条所述反射射线时的发射功率；
相应的，根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗，包括：
将所述接收机接收的每条反射射线的接收功率和所述发射机发送相应反射射线时的发射功率进行比较，得到比较结果；
根据每条所述反射射线的比较结果，确定路径损耗。
本发明实施例提供了一种通信覆盖范围估计装置，所述装置包括：
第一处理模块，用于构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；
第二处理模块，用于根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
上述方案中，所述追踪结果包括以下至少之一：射线路径、有效射线的接收功率；
所述第二处理模块，具体用于运用入射及反弹射线法(SBR)，追踪所述发射机发出的射线，直至所述接收机接收射线；
通过追踪所述射线的过程，检测所述射线的射线路径和接收机接收到所述射线时的射线强度；
确定满足第一条件的射线，作为有效射线；所述满足第一条件，包括：接收机接收射线时的射线强度高于设定的门限值、且所述射线的反射次数低于预设的最大反射次数；
获取所述有效射线的射线信息，根据所述有效射线的射线信息确定所述有效射线的接收功率。
上述方案中，所述射线信息包括：射线的波长、有效射线到达接收机时在俯仰方向和水平方向的电场强度、有效射线的到达角度。
上述方案中，所述追踪结果还包括以下至少之一：
所述射线的垂直极化矢量；其中，所述射线包括以下至少之一：入射射线、反射射线和透射射线；
所述射线的水平极化矢量；
平行偏振的反射系数；
垂直偏振的反射系数。
上述方案中，所述第二处理模块，还用于执行以下至少之一：
根据第一参数和第二参数确定所述射线的垂直极化矢量；
根据所述第一参数和所述垂直极化矢量，确定所述入射射线的水平极化矢量；
根据所述反射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述反射射线的水平极化矢量；
根据所述透射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述透射射线的水平极化矢量；
根据第一介质电磁波本征阻抗、第二介质电磁波本征阻抗、所述第一参数、所述第二参数和所述透射射线的射线波束矢量，确定所述平行偏振的反射系数和所述垂直偏振的反射系数；
其中，所述第一参数为射线传输所在介质的波矢量；所述第二参数为垂直于两种介质界面的单位；
所述反射射线的射线波束矢量基于所述第一参数和第二参数确定；
所述透射射线的射线波束矢量基于所述第二参数和第三参数确定，所述第三参数为透射波参数。
上述方案中，所述第二处理模块，具体用于构建无线链路传播模型；
根据所述无线链路传播模型、所述目标三维地图模型和预设的射线反射次数进行射线传播仿真，得到所述发射机与所述接收机之间的射线。
上述方案中，所述第二处理模块，具体用于创建射线追踪模型和天气损耗模型；
根据所述射线追踪模型和所述天气损耗模型，构建无线链路传播模型；
其中，所述射线追踪模型的算法采用入射及反弹射线法SBR或镜像法；
所述天气损耗模型包括以下至少之一：雨天损耗模型、水汽损耗模型。
上述方案中，所述第一处理模块，具体用于按预设的半径，确定所述发射机的初始覆盖范围；
对所述初始覆盖范围进行划分，得到至少一个网格；
在所述至少一个网格中每个所述网格设置至少一个接收机；所述接收机用于测试所述接收机所在网格的接收信号强度。
上述方案中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述第二处理模块，具体用于确定所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度；
根据所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度，预估所述发射机的覆盖范围和所述发射机的覆盖范围内的信号强度。
上述方案中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述第二处理模块，具体用于检测所述接收机接收的至少一条反射射线的接收功率；
确定所述发射机发送每条所述反射射线时的发射功率；
相应的，所述第二处理模块，具体用于将所述接收机接收的每条反射射线的接收功率和所述发射机发送相应反射射线时的发射功率进行比较，得到比较结果；
根据每条所述反射射线的比较结果，确定路径损耗。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器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以上任一项所述通信覆盖范围估计方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上任一项所述通信覆盖范围估计方法的步骤。
本发明实施例所提供的一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质，包括：构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。如此，通过仿真预先对发射机和/或接收机对目的地(即三维地图模型)中的通信情况和/或通信覆盖范围进行预估，作为网络建设的参考依据，避免实际建造过程中重复建设，降低建造成本，并且，通过1:1真实仿真设计有效指导基站建设规划，也更能保障用户的通信效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种通信覆盖范围估计方法的流程示意图；
图2为本发明应用实施例提供的一种三维地图模型的示意图；
图3为本发明应用实施例提供的一种天线的电气指标示意图；
图4为本发明应用实施例提供的一种天线的三维波束方向图；
图5为本发明应用实施例提供的一种基于三维地图的天线波束建模示意图；
图6为本发明应用实施例提供的一种入射射线、反射射线和透射射线在介质传播的过程的示意图；
图7为本发明应用实施例提供的一种波前划分示意图；
图8为本发明应用实施例提供的一种波前球内接正二十面体的示意图；
图9为本发明应用实施例提供的一种接收机与发射机地理示意图；
图10为本发明应用实施例提供的一种基于镜像法的射线追踪模型的示意图；
图11为本发明应用实施例提供的一种基于入射发射的射线追踪模型的示意图；
图12为本发明应用实施例提供的一种接收机的射线及信号强度可视化的示意图；
图13为本发明应用实施例提供的另一种接收机的射线及信号强度可视化的示意图
图14为本发明应用实施例提供的一种基站的信号覆盖范围可视化的示意图；
图15为本发明应用实施例提供的另一种基站的信号覆盖范围可视化的示意图；
图16为本发明实施例提供的一种通信覆盖范围估计装置的结构示意图；
图17为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在结合实施例对本发明作进一步详细的说明之前，先对相关技术进行说明。
相关技术中，在一种路径损耗确定方法中，在将接收机、发射机落地部署后，利用信道冲激响应数据计算得到实际路径损耗值。该方法在建设网络前未考虑无线网络整体规划及组网拓扑和最佳覆盖，因此，可能会出现重复建设，增加实验网建设成本。
在另一种路径损耗确定方法中，通过在多个不同测试点测得发射机、接收机的不同仰角值，通过滤噪处理，修正提升信道损耗模型的估计精度。该方法未考虑发射机与接收机的系统损耗、天线水平波束宽度以及垂直波束宽度导致的天线增益不同、天气变化对信道模型的影响、不同场景下的波束反射、折射造成信道衰落等。
基于此，本发明实施例提供一种通信覆盖范围估计方法，对室外城市场景下的第五代移动通信技术(5G，5th Generation Mobile Communication Technology)无线链路传播模型进行仿真，通过三维地图建模、天线波束建模、发射机与接收机构建、基于入射及反射射线算法和天气损耗模型构建无线链路传播模型、接收机的射线可视化及信号强度可视化、基站的信号覆盖范围可视化等技术手段，实现室外城市场景下的5G网络覆盖仿真，通过1:1真实仿真设计有效指导发射机(如基站)建设规划，保障用户感知。
下面结合实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种通信覆盖范围估计方法的流程示意图；如图1所示，所述通信覆盖范围估计方法，包括：
步骤101、构建三维地图模型；
步骤102、在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；
步骤103、根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
步骤1031、运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
步骤1032、仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
实际应用时，为了实现对5G室外城市场景下的网络仿真，需预先构建室外城市场景的三维地图模型。
基于此，在一些实施例中，所述构建三维地图模型，包括：
采用高精度三维(3D)的仿真实验模型，针对目标地进行三维建模，得到所述三维地图模型。
这里，所述目标三维地图，包括：目标地的建筑、道路、桥梁、山川、河流等高度、位置坐标、立体形状的信息。如图2所示，图2为本发明应用实施例提供的一种三维地图模型的示意图。
所述目标三维地图采用不同地图层级，包括：矢量建筑物地图层级、建筑物地图层级、地物图层和海拔图层等。
其中，矢量建筑物地图层级是对建筑物的大小、位置方向进行图层设计。
建筑物地图层级是对建筑物的位置方向进行图层建设，保证位置方向准确无误对于覆盖测试结果准确度很重要。
地物图层是对区域内的植物、建筑物等类型进行仿真设计。
海拔图层是对区域内的整体高度进行3D建设，保证3D高精度地图的真实性，保证后续仿真的高精准效果。
实际应用时，为了实现对5G室外城市场景下的网络仿真，需预先构建发射站和接收站的模型，并将构建的模型应用到反映室外城市场景的三维地图模型，从而反映出室外城市场景下网络状态。
基于此，在一些实施例中，所述方法还包括：构建发射机的模型和接收机的模型，具体包括：
确定天线的参数，根据所述天线的参数仿真构建发射站的模型；
确定终端的参数，根据所述终端的参数仿真构建接收站的模型。
所述在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型，包括：
在构建得到发射机的模型和接收机的模型后，将发射机的模型和接收机的模型部署在所述三维地图模型，得到设置有接收机和发射机的目标三维地图模型。
这里，所述发射站用于模拟基站；所述接收站用于模拟终端，如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、便携式多媒体播放器(PMP)、穿戴式设备(比如智能手环、智能手表等)、导航装置等。
应用时，为了最大程度上还原5G移动通讯技术的波束传播方式，天线在Sub5G频段中选择高增益的定向天线进行信号传输，能够以极窄波束进行信号传输，实现对信号能量的定向投放，能够提升5G网络的覆盖范围。例如，本发明实施例中，天线可以采用京信通信(Comba)的室外基站的天线，型号为：ODP-065R12J±45°双极化天线，其水平方向图和垂直方向图的参数，包括：水平面波束宽度为65°、垂直面波束宽度为14°、增益为14.5dBi、频率范围为1710-2690Mhz，支持2.6GHz频段范围。如图3所示，图3为一种天线的电气指标示意图。
通过导入天线的水平方向图和垂直方向图的参数及数据格式转换后，生成自定义天线的三维方向图，作为天线的模型，如图4所示，图4为一种天线的三维波束方向图。
将仿真得到的天线应用到三维地图模型中的发射站的模型，并设置发射站的模型的仿真参数，完成发射机的模型(即基站)的创建，然后将其放置于三维地图模型中，得到设置有发射机的三维地图模型，如图5所示。
设置的发射站的模型(即基站)的仿真参数可以包括：发射功率：100W；天线高度：100m；传输频率：2.56GHz；经纬度坐标为：22.280813,114.186338；天线：天线ODP-065R12J；天线水平中心偏移角度：25°；天线垂直中心偏移角度：3°。
在一些实施例中，所述追踪结果包括以下至少之一：射线路径、有效射线的接收功率；
所述运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的发射机发射射线直至接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；包括：
运用入射及反弹射线法(SBR，Shooting and Bouncing Ray)，追踪所述发射机发出的射线，直至所述接收机接收射线；
通过追踪所述射线的过程，检测所述射线的射线路径和接收机接收到所述射线时的射线强度；
确定满足第一条件的射线，作为有效射线；所述满足第一条件，包括：接收机接收射线时的射线强度高于设定的门限值、且所述射线的反射次数低于预设的最大反射次数；
获取所述有效射线的射线信息，根据所述有效射线的射线信息确定所述有效射线的接收功率。
具体地，所述射线信息包括：射线的波长、有效射线到达接收机时在俯仰方向和水平方向的电场强度、有效射线的到达角度。
所述根据所述有效射线路径的射线信息确定所述有效射线路径的接收功率，包括：
采用下式计算有效射线的接收功率：
其中，Pi是第i条有效射线的接收功率；λ代表波长，Eθ,i和Eφ,i代表第i条有效射线到达接收端时在俯仰方向、水平方向的电场强度；θi,φi代表有效射线的到达角度，η是自有空间阻抗，β是发射信号的频谱与接收机的频谱混叠。
具体来说，采用入射及反弹射线法(SBR，Shooting and Bouncing Ray)可以通过追踪发射机发射出的射线，判断射线是否与传播环境中的障碍物发生反射、折射或散射等，随着传播路径的增加和变化，得到电磁波传播过程中的所有射线的射线路径。接收机接收到多条射线后，可以检测该射线的功率、延迟和到达角、以及，发射机射线的三维球坐标天顶角θ和方位角。
本发明实施例的仿真场景为室外城市密集楼宇而非室内5G网络场景，所述射线可以包括：入射射线、反射射线、透射射线。
在一些实施例中，所述追踪结果还包括以下至少之一：
所述射线的垂直极化矢量；
所述射线的水平极化矢量；
平行偏振的反射系数；
垂直偏振的反射系数；
其中，所述射线包括以下至少之一：入射射线、反射射线和透射射线。
所述方法还包括以下至少之一：
根据第一参数和第二参数确定所述射线的垂直极化矢量；
根据第一参数和所述垂直极化矢量，确定所述入射射线的水平极化矢量；
根据所述反射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述反射射线的水平极化矢量；
根据所述透射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述透射射线的水平极化矢量；
其中，所述第一参数为射线传输所在介质的波矢量；所述第二参数为垂直于两种介质界面的单位；
所述反射射线的射线波束矢量根据所述第一参数和第二参数确定；
所述透射射线的射线波束矢量根据所述第二参数和第三参数确定，所述第三参数为透射波参数。
所述方法还包括：
根据第一介质电磁波本征阻抗(η1)、第二介质电磁波本征阻抗(η2)、所述第一参数、所述第二参数和所述透射射线的射线波束矢量，确定所述平行偏振的反射系数和所述垂直偏振的反射系数。
以下结合具体的公式说明。
所述入射射线、反射射线和透射射线各有一组单位矢量的特征函数，分别如下：
入射射线：分别代表入射射线的水平极化矢量、入射射线的垂直极化矢量和入射射线的传播矢量；
反射射线：分别代表反射射线的水平极化矢量、反射射线的垂直极化矢量和反射射线的传播矢量；
透射射线：分别代表透射射线的水平极化矢量、透射射线的垂直极化矢量和透射射线的传播矢量。
仿真时可以预先基于实际情况设定相关参数。举例来说，假设两种电介质的介电常数ε1和ε2以及磁导率μ1和μ2；具有电导率σ的有损介质的复介电常数ε′＝ε-jσ/ε0，ε0为真空绝对介电常数，ε为绝对介电常数，j为复数；垂直于两种介质界面的单位为n；阻抗Z0＝120Ω；介质电磁波本征阻抗 依据ω＝2πf，f是无线信号频率，则波矢k0＝2π/λ＝ω/c，C为光速、λ为自由空间传输波长；两种介质的波矢量分别为透射波参数/>角度/>
则，确定入射射线、反射射线及透射射线的水平极化矢量和垂直极化矢量分别如下：
1)、入射射线的矢量，包括：
垂直极化矢量：其中，k为k1或k2，基于实际所处的电介质情况确定；
水平极化矢量：
2)、反射射线的矢量，包括：
射线波束矢量：
垂直极化矢量：
水平极化矢量：
3)、透射射线矢量(不同介质)：
射线波束矢量：
垂直极化矢量：
水平极化矢量：
4)、计算射线波束的平行偏振的反射系数和垂直偏振的反射系数：
其中，θ为入射角度，θ”为透射角度。入射射线、反射射线和透射射线在介质传播的过程如图6所示，其中，ρs表示入射射线，ρr表示反射射线，ρt表示透射射线。
以下对射线追踪法进行进一步说明。
射线追踪法通过模拟电波的传播路径确定反射、折射、绕射和阴影等，确认多径信道中发射端和接收端之间的射线路径后，根据电磁场理论计算每条射线的幅度、相位、延迟和极化，再通过天线辐射方向图和系统带宽得到所有射线路径的相干合成结果，其公式为：其中，Np代表所有有效射线路径数目，Pi是第i条有效射线路径的接收功率。
本发明实施例中选择采用正向射线追踪法，从发射机开始追踪，根据城市仿真场景大小和仿真精度要求，将发射机的周围4π立体角空间按照不同的射线间隔等分成均匀的射线束，射线束的传播方向与周围环境发生交互，产生直射、反射、透射以及绕射等现象。
由于本发明实施例的仿真场景为城市密集楼宇而非室内5G网络场景，主要仿真的射线束为直射、反射及透射3种。通过考虑到环境中的所有散射体以及发射角与到达角的情况，模拟出信号传输过程中的所有射线的射线路径，Ray射线的角度单位采用水平方向角和俯仰角描述。
正向射线追踪法具体采用入射及反弹射线法(SBR)，为了保持SBR法具有较高的射线分辨率，将发射点的发射波前当成理想球面(如图7所示，理想球面半径为r、波前与Ray射线相互正交)，对发射点的波前球进行划分，划分后的每个波前相对于发射端r处的立体角为dΩ，对球面不断划分成面积相等、形状相同的若干块，并可完整覆盖整个球面。在理想球面内接入具有20个正三角形面、12个顶点和20条棱边的正二十面体，把每根射线波前看作是正五边形面，且满足三角形的三个顶点在球面上，并且对20个正三角形面继续划分，每个正三角形在分割成4个更小的三角形(如图8所示)，以提高射线角度分辨力。
需要说明的是，随着无线网络环境以及网络本身的日益复杂，不同的地理环境需要不同的传播信道模型进行准确预测发射端到接收端的信号覆盖。传播信道模型针对不同环境进行选择使用，主要分为3类环境：宏站、微站、皮站，根据周围建筑物与收发两端的相对位置分为LOS和NLOS，可以采用以下表1所示经验传播模型。经验传播模型通过大量的测试数据经过统计分析后得到相应的公式。通过经验传播模型进行路径损耗预测，由于不需要有关环境地形的详细信息，可以很快速边界计算得到，但是由于没有考虑天气损耗、环境建筑物的遮挡、反射及折射、发射机或接收机系统损耗、插入损耗等，不能给出较为准确的路径损耗预估值。而本发明实施例中，为了得到较为准确的路径损耗预测值，采用确定性传播模型，采用真实三维地图建模能力通过地形地物的有关参量数据对实际环境进行建模处理，利用射线追踪技术和天线波束赋形技术进行仿真，满足精细的无线网络规划与优化的需求。
表1
考虑到在无线网络规划中路径损耗和时延扩展是最常用的两个参量，同时也是站点选址的重要参考标准。在无线网络早期规划或后期扩容、无线网络优化期间，最主要的工作之一是通过无线电波传播模型对路径损耗进行预测，在接收机功率限制、噪声受限的无线通信系统中，路径损耗决定了信噪比和站点的最大覆盖范围。因此，提供了一种确定路径损耗并预估基站覆盖范围的方法。
在一些实施例中，所述仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，包括：
构建无线链路传播模型；
根据所述无线链路传播模型、所述目标三维地图模型和预设的射线反射次数进行射线传播仿真，得到所述发射机与所述接收机之间的射线。
由于接收功率、发射功率与采用的发射机、接收机相关。这里，提供一种发射机和接收机的示例，发射机包括：射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)、自定义天线(CustomAntenna Element，CAE)，其中，射频拉远单元基于京信通信的2*100W室外大功率基站RRU原型、自定义天线基于京信型号为：ODP-065R12J±45°双极化天线为原型。创建的发射机的仿真参数，可以包括：发射功率：100W；天线高度：100m；传输频率：2.56GHz；经纬度坐标为：22.280813,114.186338；天线：京信天线ODP-065R12J；天线水平中心偏移角度：25°；天线垂直中心偏移角度：3°。
接收机包括全向天线和射频前端电路，其中，全向天线采用Backbaffle天线单元，射频前端电路由低噪放、滤波器、功率放大器(PA)等构成包括插入损耗、器件损耗。创建的接收机的仿真参数，可以包括：天线高度：1.5m；经纬度坐标为：22.28231,114.19086；天线：Backbaffle类型的全向天线；接收增益：0dBi；系统损耗：2dB；接收灵敏度：-100dBm。
将发射机和接收机设置于三维地图模型中，得到目标三维地图模型，如图9所示，图9为本发明应用实施例提供的一种接收机与发射机地理示意图。
在一些实施例中，构建所述无线链路传播模型，包括：
创建射线追踪模型和天气损耗模型；
根据所述射线追踪模型和所述天气损耗模型，构建无线链路传播模型。
所述射线追踪模型的算法可以采用入射及反弹射线法(SBR)或镜像法等。
镜像法：固定发射点Tx和接收点Rx，基于三维环境的反射平面，镜像得到发射点镜像T′x，T′x与接收点Rx为一条直线与反射平面交于Q点，Q点为反射点，从而实现一条发射点Tx和接收点Rx的射线追踪链路。基于镜像法的射线追踪模型如图10所示。
入射及反弹射线法(SBR)：发射点Tx发射出的Ray射线与理想波前正交，并且根据三维坐标系，发射点Tx立体角度为4π，依次以半径r的立体角dф转动，对球面划分成面积相等、形状相同的若干块，则形成N条(N＝4π/dф)Ray射线。波前划分如图7示。然后，跟踪来自Tx的每一条Ray射线与周围平面进行反射或折射，形成一个球包围在接收点Rx，此接收球的半径与发射点的每条射线角度成正比。如果射线与接收球相交，则此射线为从发射点Tx到接收点Rx的有效射线链路。基于入射发射的射线追踪模型如图11所示。
射线追踪模型的仿真参数可以基于实际情况配置，例如，射线追踪模型的仿真参数可以包括：传播模型：SBR；最大反射数：10；地理建筑物的表面材料：玻璃；地理地形的表面材料：混凝土。
所述天气损耗模型可以包括：雨天损耗模型、水汽损耗模型等。
所述雨天损耗模型，利用统计算法通过发射点和接收点的传播距离、信号载波频率、雨量及俯仰角，创建雨天特性的路径传播损耗模型，即雨天损耗模型。适用从1GHz到1000GHz频率范围。雨天的仿真参数可以包括：传播模型：rain；雨量：50mm/h。
所述水汽损耗模型，利用统计算法通过空口链路的相对气压、温度和水汽密度参数，采用累加氧气和水汽各自谐振方法，得到无线电波在大气气体中特征衰减、路径气体衰减，创建大气气体的空口路径损耗模型，即水汽损耗模型。适用从1GHz到1000GHz频率范围。大气气体损耗模型仿真参数可以包括：传播模型：gas；气温：23℃；气压：95457Pa；水蒸气密度：11.94g/m。
所述天气损耗模型基于实际应用场景还可以包括其他模型，如对于云雾较多的目的地，所述天气损耗模型还可以包括云雾传播模型等。
应用时，可以基于国际电信联盟(ITU，International telecommunicationunion)发布标准，包括：ITU-RP.838-3、ITU-RP.840-6、ITU-RP.676-11、ITU-RP.2040-1、ITU-R P.527-5，获取建筑材料的相对节点常数、导电系数和天气传播损耗的经验值，结合本发明实施例中的射线追踪模型和天气损耗模型，构建无线链路传播模型。
实际应用时，射线的总体路径损耗包括：传播过程的路径损耗、天气所导致的路径损耗，也即，射线的总体路径损耗模型，应该包括：射线追踪模型和天气损耗模型。通过预定义发射站与接收站的仿真参数、总体路径损耗模型、射线反射次数，实现多条射线波束的路径损耗可视化。
举例来说，射线可视化的仿真参数设置如下：
1)、发射机的仿真参数，包括：发射功率：100W；天线高度：100m；传输频率：2.56GHz；经纬度坐标为：22.280813,114.186338；天线：京信天线ODP-065R12J；天线水平中心偏移角度：25°；天线垂直中心偏移角度：3°。
2)、接收机的仿真参数，包括：天线高度：1.5m；经纬度坐标为：22.28231,114.19086；天线：Backbaffle类型的全向天线；接收增益：0dBi；系统损耗：2dB；接收灵敏度：-100dBm。
3)、路径损耗模型的仿真参数：总体路径损耗模型(OPLM，Overall Path LossModel)＝射线追踪模型+雨天损耗模型+水汽损耗模型。
4)、射线反射次数：10次。
5)、计算方法：无线电波传输的路径损耗。
通过以上仿真参数的设置，可以得到路径损耗模型的10条不同路径损耗，包括每条射线到达时间、射线路径损耗及信号强度、射线出发角、射线到达角及视距LOS标识。
图12和图13为本发明实施例提供的接收机的射线及信号强度可视化的示意图；实际应用时，可以采用不同颜色表征射线、信号强度的差异。
在一些实施例中，所述在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型，具体包括：
按预设的半径，确定所述发射机的初始覆盖范围；
对所述初始覆盖范围进行划分，得到至少一个网格；
在所述至少一个网格中每个所述网格设置至少一个接收机；所述接收机用于测试所述接收机所在网格的接收信号强度。
在一些实施例中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述预估所述发射机的覆盖范围，包括：
确定所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射线的接收信号强度；
根据所述至少一个接收机中每个所述接收机接收射线的接收信号强度，预估所述发射机的覆盖范围和所述发射机的覆盖范围内的信号强度。
在一些实施例中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述确定所述射线的接收功率和发射功率，包括：
检测所述接收机接收的至少一条反射射线的接收功率；
确定所述发射机发送每条所述反射射线时的发射功率；
相应的，根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗，包括：
将所述接收机接收的每条反射射线的接收功率和所述发射机发送相应反射射线时的发射功率进行比较，得到比较结果；
根据每条所述反射射线的比较结果，确定路径损耗。
如此，在三维地图模型中构建发射机与接收机后，利用基于射线追踪模型和天气损耗模型构建的无线链路传播模型对城市仿真场景进行仿真，估算出发射机与接收机间的反射射线，对接收机的每条反射射线接收的信号功率进行汇总后，再与发射功率进行比对，推算出路径损耗并预估基站覆盖范围。
对于信号强度、覆盖范围、射线的传播路径还可以显示在目标三维地图模型上。由于射线的可视化、信号强度的计算，与接收机、发射机、路径损耗模型及采用的计算方法等相关，可以得到每个接收机的无线链路损耗参数。若需确定发射机(基站)的整体信号覆盖范围，可以根据基站、无线链路传播模型、接收机的增益、覆盖距离、计算精度及可视化信号强度范围等参数，显示基站的无线覆盖仿真图。
举例来说，基站信号覆盖范围可视化的仿真参数设置如下：
1)、发射机的仿真参数，包括：发射功率：100W；天线高度：100m；传输频率：2.56GHz；经纬度坐标为：22.280813,114.186338；天线：京信天线ODP-065R12J；天线水平中心偏移角度：25°；天线垂直中心偏移角度：3°。
2)、接收机的仿真参数，包括：天线高度：1.5m；经纬度坐标为：22.28231,114.19086；天线：Backbaffle类型的全向天线；接收增益：0dBi；系统损耗：2dB；接收灵敏度：-100dBm。
3)、覆盖范围：500米。
4)、信号强度的可视化：-120至-5dBm。
5)、信号强度单位：dBm。
6)、覆盖图误差范围：5％。
7)、系统损耗：2dB。
通过以上仿真参数的设置，基于SBR的射线追踪模型，可以将基站500米覆盖半径范围内的各个点位，依据覆盖图误差范围划成多个网格，每个网格内均有1个接收机，用于表征此位置的接收信号强度，基站与各接收机的反射最大为10条路径，扣除由于器件导致的系统损耗，生成基站500米覆盖范围内的信号强度。图14和图15为本发明实施例提供的基站的信号覆盖范围可视化的示意图，实际应用时，可以采用不同颜色表征信号覆盖范围内信号强度的差异。
本发明实施例提供的方法，基于真实的室外城市场景构建目标三维地图模型，基于射线追踪法对室外城市场景下的5G无线链路传播模型进行仿真研究，再结合天线波束的建模、发射机与接收机的构建、基于入射及反射射线算法和天气损耗模型构建的无线链路传播模型、接收机的射线可视化及信号强度、基站的信号覆盖范围可视化等技术手段，实现对室外城市场景下的5G网络覆盖仿真，通过1:1真实仿真设计有效指导基站建设规划，保障用户感知。
图16为本发明实施例提供的一种通信覆盖范围估计装置的结构示意图；如图16所示，所述装置包括：
第一处理模块，用于构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；
第二处理模块，用于根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
在一些实施例中，所述追踪结果包括以下至少之一：射线路径、有效射线的接收功率；
所述第二处理模块，具体用于运用SBR，追踪所述发射机发出的射线，直至所述接收机接收射线；
通过追踪所述射线的过程，检测所述射线的射线路径和接收机接收到所述射线时的射线强度；
确定满足第一条件的射线，作为有效射线；所述满足第一条件，包括：接收机接收射线时的射线强度高于设定的门限值、且所述射线的反射次数低于预设的最大反射次数；
获取所述有效射线的射线信息，根据所述有效射线的射线信息确定所述有效射线的接收功率。
在一些实施例中，所述射线信息包括：射线的波长、有效射线到达接收机时在俯仰方向和水平方向的电场强度、有效射线的到达角度。
在一些实施例中，所述追踪结果还包括以下至少之一：
所述射线的垂直极化矢量；其中，所述射线包括以下至少之一：入射射线、反射射线和透射射线；
所述射线的水平极化矢量；
平行偏振的反射系数；
垂直偏振的反射系数。
在一些实施例中，所述第二处理模块，还用于执行以下至少之一：
根据第一参数和第二参数确定所述射线的垂直极化矢量；
根据所述第一参数和所述垂直极化矢量，确定所述入射射线的水平极化矢量；
根据所述反射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述反射射线的水平极化矢量；
根据所述透射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述透射射线的水平极化矢量；
根据第一介质电磁波本征阻抗、第二介质电磁波本征阻抗、所述第一参数、所述第二参数和所述透射射线的射线波束矢量，确定所述平行偏振的反射系数和所述垂直偏振的反射系数；
其中，所述第一参数为射线传输所在介质的波矢量；所述第二参数为垂直于两种介质界面的单位；
所述反射射线的射线波束矢量基于所述第一参数和第二参数确定；
所述透射射线的射线波束矢量基于所述第二参数和第三参数确定，所述第三参数为透射波参数。
在一些实施例中，所述第二处理模块，具体用于构建无线链路传播模型；
根据所述无线链路传播模型、所述目标三维地图模型和预设的射线反射次数进行射线传播仿真，得到所述发射机与所述接收机之间的射线。
在一些实施例中，所述第二处理模块，具体用于创建射线追踪模型和天气损耗模型；
根据所述射线追踪模型和所述天气损耗模型，构建无线链路传播模型；
其中，所述射线追踪模型的算法采用入射及反弹射线法SBR或镜像法；
所述天气损耗模型包括以下至少之一：雨天损耗模型、水汽损耗模型。
在一些实施例中，所述第一处理模块，具体用于按预设的半径，确定所述发射机的初始覆盖范围；
对所述初始覆盖范围进行划分，得到至少一个网格；
在所述至少一个网格中每个所述网格设置至少一个接收机；所述接收机用于测试所述接收机所在网格的接收信号强度。
在一些实施例中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述第二处理模块，具体用于确定所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度；
根据所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度，预估所述发射机的覆盖范围和所述发射机的覆盖范围内的信号强度。
在一些实施例中，所述射线，至少包括：反射射线；
所述第二处理模块，具体用于检测所述接收机接收的至少一条反射射线的接收功率；
确定所述发射机发送每条所述反射射线时的发射功率；
相应的，所述第二处理模块，具体用于将所述接收机接收的每条反射射线的接收功率和所述发射机发送相应反射射线时的发射功率进行比较，得到比较结果；
根据每条所述反射射线的比较结果，确定路径损耗。
需要说明的是：上述实施例提供的通信覆盖范围估计装置在实现相应通信覆盖范围估计方法时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将通信覆盖范围估计装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的装置与相应方法的实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图17为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图17所示，所述电子设备170包括：处理器1701和用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序的存储器1702；所述处理器1701用于运行所述计算机程序时，执行：构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
具体来说，所述电子设备还可以执行如图1所示的方法，与图1所示的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
实际应用时，所述电子设备170还可以包括：至少一个网络接口1703。所述电子设备170中的各个组件通过总线系统1704耦合在一起。可理解，总线系统1704用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统1704除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图17中将各种总线都标为总线系统1704。其中，所述处理器1701的个数可以为至少一个。网络接口1703用于电子设备170与其他设备之间有线或无线方式的通信。
本发明实施例中的存储器1702用于存储各种类型的数据以支持电子设备170的操作。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器1701中，或者由处理器1701实现。处理器1701可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器1701中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1701可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，DiGital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器1701可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器1702，处理器1701读取存储器1702中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
在示例性实施例中，电子设备170可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或其他电子元件实现，用于执行前述方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器运行时，执行：构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
具体来说，所述计算机程序还可以执行如图1所示的方法，与图1所示的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述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一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的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。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
另外，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种通信覆盖范围估计方法，其特征在于，所述方法包括：
构建三维地图模型；
在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；
根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；所述仿真结果表征所述目标三维地图模型中发射机和/或接收机的通信质量；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述追踪结果包括以下至少之一：射线路径、有效射线的接收功率；
所述运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的发射机发射射线直至接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；包括：
运用入射及反弹射线法SBR，追踪所述发射机发出的射线，直至所述接收机接收射线；
通过追踪所述射线的过程，检测所述射线的射线路径和接收机接收到所述射线时的射线强度；
确定满足第一条件的射线，作为有效射线；所述满足第一条件，包括：接收机接收射线时的射线强度高于设定的门限值、且所述射线的反射次数低于预设的最大反射次数；
获取所述有效射线的射线信息，根据所述有效射线的射线信息确定所述有效射线的接收功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述射线信息包括：射线的波长、有效射线到达接收机时在俯仰方向和水平方向的电场强度、有效射线的到达角度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述追踪结果还包括以下至少之一：
所述射线的垂直极化矢量；其中，所述射线包括以下至少之一：入射射线、反射射线和透射射线；
所述射线的水平极化矢量；
平行偏振的反射系数；
垂直偏振的反射系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下至少之一：
根据第一参数和第二参数确定所述射线的垂直极化矢量；
根据所述第一参数和所述垂直极化矢量，确定所述入射射线的水平极化矢量；
根据所述反射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述反射射线的水平极化矢量；
根据所述透射射线的射线波束矢量和所述垂直极化矢量，确定所述透射射线的水平极化矢量；
根据第一介质电磁波本征阻抗、第二介质电磁波本征阻抗、所述第一参数、所述第二参数和所述透射射线的射线波束矢量，确定所述平行偏振的反射系数和所述垂直偏振的反射系数；
其中，所述第一参数为射线传输所在介质的波矢量；所述第二参数为垂直于两种介质界面的单位；
所述反射射线的射线波束矢量基于所述第一参数和第二参数确定；
所述透射射线的射线波束矢量基于所述第二参数和第三参数确定，所述第三参数为透射波参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，包括：
构建无线链路传播模型；
根据所述无线链路传播模型、所述目标三维地图模型和预设的射线反射次数进行射线传播仿真，得到所述发射机与所述接收机之间的射线。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，构建所述无线链路传播模型，包括：
创建射线追踪模型和天气损耗模型；
根据所述射线追踪模型和所述天气损耗模型，构建无线链路传播模型；
其中，所述射线追踪模型的算法采用入射及反弹射线法SBR或镜像法；
所述天气损耗模型包括以下至少之一：雨天损耗模型、水汽损耗模型。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型，包括：
按预设的半径，确定所述发射机的初始覆盖范围；
对所述初始覆盖范围进行划分，得到至少一个网格；
在所述至少一个网格中每个所述网格设置至少一个接收机；所述接收机用于测试所述接收机所在网格的接收信号强度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述射线，至少包括：反射射线；
所述预估所述发射机的覆盖范围，包括：
确定所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度；
根据所述至少一个接收机中每个所述接收机接收反射射线的接收信号强度，预估所述发射机的覆盖范围和所述发射机的覆盖范围内的信号强度。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述射线，至少包括：反射射线；
所述确定所述射线的接收功率和发射功率，包括：
检测所述接收机接收的至少一条反射射线的接收功率；
确定所述发射机发送每条所述反射射线时的发射功率；
相应的，根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗，包括：
将所述接收机接收的每条反射射线的接收功率和所述发射机发送相应反射射线时的发射功率进行比较，得到比较结果；
根据每条所述反射射线的比较结果，确定路径损耗。
11.一种通信覆盖范围估计装置，其特征在于，所述装置包括：
第一处理模块，用于构建三维地图模型；在所述三维地图模型设置发射机和/或接收机，得到目标三维地图模型；
第二处理模块，用于根据所述目标三维地图模型，运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果；其中，所述运用预设的处理方法进行仿真，得到仿真结果，包括以下至少之一：
运用射线追踪法，追踪所述目标三维地图模型中的所述发射机发射射线直至所述接收机接收的过程，基于追踪的过程得到追踪结果；
仿真得到所述发射机与所述接收机之间的射线，确定所述射线的接收功率和发射功率；根据所述射线的接收功率和发射功率确定所述射线的路径损耗并预估所述发射机的覆盖范围。
12.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至10任一项所述方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10任一项所述方法的步骤。
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