基于mapobjects的移动通信传播模型算法设计.pdf

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1、计算机科学基于的移动通信传播模型算法设计毛凯重庆工商大学计算机科学与信息工程学院重庆摘要随着我国移动通信事业 的快速发展,运营商越来越重视无线网络规划 与优化工作,传播模型是移动通信网中小区规划的基础,根据给出的传播模型 经验公式,提出 了具体的解决 方案,设计了相应 的基于算法,并用程序语言编程 实现。关键词传播模型,算法设计们,一,落加,阮几、,飞,算法设计的理论基础众所周知,移动通信系统的无线电波在传播过程 中既受到地形结构的影响,又受到人为环境的影响。在基站至移动台之间的传播路径共距离可以是几百米至几十公里,通过环境可能有城市、郊区或者农村,通过的地形可能有平地、丘陵或者山区。由于移动

2、信道 中电波传播的条件十分复杂,在移动通信网络规划中要准确地计算信号场强和传播损耗是很困难的。目前还没有一种预测模型既能适用于各种环境和地形又与实际的测量值十分接近,为了分析和预测无线 电波在传播过程中所受到的影响和干扰,预测各种传播条件下无线信号接收点的场强值,通常在分析现有的网络系统时,采用利用电磁场理论的传播模型来进行场强 的预测,并将地形结构分为 开 阔地、平滑地形、丘 陵地形、山区等将人为环境分为乡村地区、准郊区、郊区、市区等。计算出各个接收点信号的传播损耗,找出移动通信运营商所关心的信号盲区、接收信号强度不好地区等。无线网络规划需要建立在数字化的地理信息数据库一电子地图基础之上,电

3、子地图是进行传播模型分析以及基站选址、业务密度预测、网络模拟等各项功能的基础数据平台。其精度越高能反映的地理信息就越详尽,相应根据其进行分析所得到的结果也会越准确。但是电子地图精度越高,同样的范围内所含的数据量就越大,相应的成本就越高,进行分析时运算量就越大。这就需要认真权衡成本、运算量和规划的不同需求,在城区等建筑物密集的地方,使用精度较高的大比例尺地图,进行微蜂窝规划而在郊区等开阔的地区,使用精度较低的小比例尺地图,进行宏蜂窝规划。本文正是根据网络规划的一般过程,应用组织所认可并推荐的场强预测模型。对于 用的最广的大比例尺精度数字地图,其典型地物可分为 城区开阔地、郊区开阔地、街道、绿 地

4、、树林、公园、各种高度、密度 的建构筑物,采用一模型对无线信号传播损耗进行分析和计算。一模型适用于城区环境微蜂窝,既考虑了自由空间损耗,也考虑了电波多屏绕射损耗以及从建构筑物顶到街面的损耗和街道方 向的影响。对于米以上小比例尺地图的城区环境、郊区、乡村宏蜂窝,采用二盯模型进行分析和计算,模型是根据测试数据统计分析得出的经验公式,较适用于宏蜂窝的路径预测口在算法设计 中的应用是由全球最大的厂商推出的一套基于氏的组件,通过组件可灵活地建立适合用户的地 图接口,本文 正是联合使用与来实现地图与网络规划系统的联系,进行无线传播模型的软件算法设计和编程实现。一模型和模型算法公式卫一模型参数、,肠、,肠,

5、、。建一一竺一州筑物。注建筑物高度,川天线高度。移动台高度练,街道宽度建筑物间隔相对于直射波的街道 方向卿移动台距基站的距离 九。巧模型基本公式视通视线传播,基本传输损耗可采用 下式计毛凯硕士,工程师主要从事信息系统研究。一。,其中、,为基站至移动台之间的距离。非视通非视线传播,在街道、公路旁有建筑物阻挡视线,基本传输损耗由三项组成,一,。几心其中五。为自由空间传输损耗几,、为屋顶至街道 的绕射及散射损耗、为多屏障的绕射损耗。其中乙、一加,、。一孕,馆、十馆。一阴。,一几。一沪钾一一。沪一一沪一。梦玩椒,一 五、凡、。,吸厂一一几耐、一一。一。、一。燕。,“。叫一一。、。一,心。及。簇。、一一

6、。二。一。、二及。燕态们,。一一关。一,。,蕊。,关如,一中等城市一 一了认一大城市中心其中。和厂是基 站和建筑物的相对高度 单 位为米,知。是中心频率 单位为,甲是基站和移动台的连线与建筑物走向的夹角。一模型参数模型算法设计为完成一模型 和一模型算法设计,主要 的工作是提取模型中所使用 到 的各种数据。其中,一模型需要提取的数据包括基站与移动台是否视通建筑物高度,和街道宽度及建筑物 间隔移动台是否在建筑物内部移动 台和基站的距离基站与移动台连线同楼房走向夹角甲等。一模型数据提取算法较为简单,只需提取移动台和基站的距 离即可满足要求。下面给出这两种模型中数据提取的具体算法和步骤,用编程实现。万

7、几一模型数据提取算法设定所使用的 电子地 图有高度属性和街道 宽度属性,单位点表示基站所在的位置,其屏幕位置坐标为和点表示移动台所在的位置,其屏幕位置坐标为和,对其进行初始化。公刀,孟,判 断是否视通算法判断基站与移动台是否视通,可通过判断基站与移动台的连线是否与建筑物相交完成,如果连线与建筑物存在相交情况,则非视通,即以一,否则视通,即。、一一加气模型基本公式氏厂恻一,。一一、,。心嵘,屯,、一。一,。一中小城市。二一大城市、郊区、乡村、几胡二毛。一大城市、郊区、乡村、九。一。城市仁,。了议们一郊区。、八公众,。了五酬之乡村其中凡,和。是基站和移动 台天线 的相对高度 单位为 米,成,是基站

8、至移动台距离单位为千米卜八侧是中心频率单位为,是天线高度增益 校 正因子,蛛,是小区类型校正因子,喘赶。,是地形校正因子。提取建筑物高度召和街道宽度二算法在非视通情况下,可通过找 出和基站与移动台的连线相交的建筑物多中距移动台最近的那个建筑物,然后取其建筑物高度和街道宽度属性。以口以以以以一一“”即少茗,“”一“,以卯一一,一“,天一一“,以一一一“,一“,一判断移动 台是否在建筑物内部算法移动台是否在建筑物内部,可通 过在算法 中得到距移动台最近的那个建筑物,判断移动台是否在其里 面即可完成。即月”一一,提取建筑物间隔算法一般情况下可缺省设定建筑物间隔为街道宽度二的倍。一关切提取移动台和基站

9、的距离算法在确定了基站所在的位置和移动 台所在 的位置后,可通 过求得两点间的距离完成。一。士魂提取基站 与移动台连 线同楼 房走向夹角甲算法一般情况下可通过求出基站与移动台连线同楼房基本走向的夹角甲完成。、甲一一一二模型数据提取算法设定点表示基站所在的位置,其屏幕位置坐标为和点表示移动台所在的位置,其屏幕位置坐标为和,则相应算法可表示 为以一一,参考文 献刘光 地理信息系统二次开发教 程北京 清华大学 出版社,张卫钢通信原理与通信技术习西安西安电子科技大学 出版社吸钢无线网络规划北京机械工业出版社,上接第页识分组将不能保证被转发,很有可能被看作是尽力服务分组。如果业务是双向的,与执行同样的过

10、程。资源释放过程如图所示。业务释放请求。一个终端或应用网关服务器发送给一个业务释放请求并触发资源释放请求。资源释放请求。发送给一个资源释放请求,该请求包括源终端的地址和流描述参数。资源释放。由流占用 的资源重新在网络拓扑和资源数据库中标识为空闲,并且送回一个确认。参数配置的移除。一个包括流标识的消息发送给,然后该设备移除该流 的标识和分类。该流又转变为尽力服务流量。如果业务是双向的,执行与一样的过程。接口需求下面对图中介绍的不同接口的需求进行分析和接入网络节点之间 的接口应该满足下 面的需求应该能够及时地收集链路层拓扑结构和资源状态。应该能够及时并准确地跟踪链路层拓扑和资源状态改变及状况。应该

11、具有拓扑收集功能。哭和之间的接口应该满足下面的需求允许为一个业务流发起 一个资源分配请求给。该请求可能包含流标识,参数。允许在业务流运行期间为一个业务流发送给资源修改请求。允许发送给一个资源分配请求或资源修改请求的接受应答。允许发送给一个资源分配请求或者带宽修改请求的拒绝应答。允许为一个业务流 向发起一个资源释放请求。允许为一个业务流发送给一个资源分配状态查询。允许为一个业务 流发送给义一个资源分配状态报告。和之间的接口和应该满足下面的需求允许指示边缘路由器 接人节点为一个业务流执行流标识和特定的处理。允许下指示边缘路由器接人节点为业务流修改特定的处理。允许来指示为业务流取消特定的处理。允许发送给一个安装修改取消指令的配置应答。小结基于以太网接人 网络的的控制体系结构是的一个重要的研究内容。国际 电联专题组正在针对此问题进行大力研究,本文具体阐述了基于以太网接人网络的问题,并具体提出相关的接口和需求,随着标准的推出和技术的成熟,此 问题必将解决,基于以太网接人网络必将在未来的通信网络中得到广泛的应用。参考文献接人 网技 术的发展趋势和发展策略印一一公强磊,解冲锋,叶华下 一代网络 中以太 网接人技术分析信息网络,敖立下一代电信网的接人网电信科学。,一一、一一哑待破解 的技 术难题二一件一