一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法技术方案

本发明专利技术提供了一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，包括：步骤A：对LTE室内分布系统进行参数设定；步骤B：对楼层平面图进行栅格化处理，建立备选天线集合；步骤C：对每一个备选天线进行独立的仿真计算；步骤D：使用细胞分裂算法，寻找最优母细胞；步骤E：根据由细胞分裂算法计算出的最优母细胞得出天线布局。本发明专利技术建立在室内覆盖仿真结果上以无线信号传播模型为依据，精确度远高于凭人工经验的估算；只需要输入相关参数即可进行计算；计算出满足达标覆盖率所需要的最少天线数量以及覆盖率最高的天线布局方案，避免因人工经验判断不准确造成的天线数量高估；本发明专利技术减轻相关人员工作量，缩短工作时间，节省了人力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法
本专利技术涉及移动通信领域，具体地，涉及到一种LTE(LongTermEvolution)室内分布系统天线的自动布局方法。
技术介绍
随着移动互联网的快速发展，新型室内的分布式皮基站解决了传统室内分布结构复杂、建设成本高、维护困难、建设周期长等问题，但在建设规划上，主要还是由人主观判断来进行布局，缺乏统一标准和客观依据。传统室内分布系统规划重点是规划馈线/电缆的走线，因为其成本高，并受限于建筑结构和布局，同时还要考虑消防、电缆等各种情况。而对于室内吸顶天线的放置，因为其成本是非常低的，通常是”多多益善”。新型室内分布系统不再使用馈线/电缆，直接通过网线连上信号源即可，信号源内置天线。但是信号源的成本比起传统室内天线高了很多。所以新型室内分布系统的规划必须更加侧重天线(信号源)的合理放置和数量控制。因此可以借助电脑或智能终端设备的相关算法，用算法代替传统人工经验，来规划天线或信号源的数量和位置。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，解决的问题是如何在较短时间内，在使用无线传播模型获得仿真结果的基础上，计算出合理的LTE室内分布系统天线布局方法，使得在满足RSRP覆盖率要求的前提下，天线数量最少，RSRP覆盖率最高，可以有效解决凭人工经验可能导致的不合理布局和成本浪费。本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：对LTE室内分布系统进行参数设定，其中，RSRP门限值，记为Threshold，取-105dBm∽-95dBm，RSRP覆盖率达标值，记为Coverage，取90％∽98％，RSRP覆盖网格大小，记为CubeStep，取0.1m∽0.5m，天线位置网格大小，记为GridStep，取0.5m∽2m；步骤B：对楼层平面图进行栅格化处理，建立备选天线集合；步骤C：对每一个备选天线进行独立的仿真计算；步骤D：使用细胞分裂算法，寻找最优母细胞；步骤E：根据由细胞分裂算法计算出的最优母细胞得出天线布局。上述技术方案中，所述步骤B还包括如下步骤：步骤B01：将平面区域划分成大小相等的紧密相邻的方形网格阵列，每个网格的大小为CubeStep，此网格阵列的列数记为M，行数记为N，一共M*N个方形网格；步骤B02：根据步骤B1划分的网格建立一个长度为M*N的bit数组，记为BitR，用于存放RSRP覆盖仿真结果，BitR[M*y+x]表示第x列、第y行的bit值，bit值为1表示该网格的RSRP值满足门限要求，bit值为0表示该网格的RSRP值不满足门限要求；步骤B03：将平面区域划分成大小相等的紧密相邻的方形网格阵列，每个网格的大小为GridStep；步骤B04：建立备选天线位置集合，记为集合SetA，在步骤B3划分的所有网格中心建立天线，根据楼层平面图判断天线位置是否合法，如果天线位置合法，则将该天线位置加入集合SetA，最终集合SetA将包含所有天线可能出现的位置，将SetA中的天线数量记为C；步骤B05：计算RSRP覆盖率达标所需要的达标网格数量，统计BitR中的所有需要覆盖的网格数量，记为FullNum，根据以下公式计算出达标网格数量，记为LimitNum，其中LimitNum＝ceil(FullNum*Coverage)，其中ceil()为向上取整函数。上述技术方案中，所述步骤C还包括如下步骤：步骤C01：遍历集合SetA中的天线，对每一个天线执行步骤C02∽C04，共执行C次；步骤C02：对于集合SetA中的第n个天线，建立该天线专属的长度为M*N的bit数组，记为BitS[n]，用于存放只有该天线存在时的RSRP覆盖仿真结果，BitS[n][M*y+x]表示第x列、第y行的bit值，bit值为1表示该网格的RSRP值满足门限要求，bit值为0表示该网格的RSRP值不满足门限要求；步骤C03：使用室内分布无线信号传播模型计算出只有该天线存在时的RSRP覆盖仿真结果；步骤C04：遍历步骤C03中的RSRP覆盖仿真结果的每一个网格，对于第x列、第y行的网格，如果该网格所在区域的RSRP值大于等于门限值Threshold，则将BitS[n][M*y+x]赋值为1，如果该网格所在区域的RSRP值小于门限值Threshold或该网格所在区域不需要覆盖，则将BitS[n][M*y+x]赋值为0。上述技术方案中，所述步骤D还包括如下步骤：步骤D01：建立一个长度为C的的bit数组，记为Cell，用于存放集合SetA中所有天线的组合方式，Cell[n]表示集合SetA中第n个天线是否存在的bit值，bit值为1表示该天线存在，bit值为0表示该天线不存在；这表示天线组合的bit数组Cell称为细胞，该数组包含的1和0序列称为该细胞的DNA；步骤D02：将Cell中的所有bit值设置为0，对Cell调用DNA补全子算法，生成初代母细胞；此时Cell即为初代母细胞，如果DNA补全子算法返回结果为失败，则无法生成初代母细胞，表明在当前的设定下，无论有多少个天线都无法使RSRP覆盖率达标，算法结束；步骤D03：对母细胞Cell进行细胞分裂，对母细胞的DNA进行切割，得到两个含有互补的不完整DNA的子细胞，然后对两个子细胞分别进行DNA补全，成长为两个新的母细胞。步骤D04：对母细胞Cell的DNA进行切割，遍历所有Cell[n]值为1的位置n，分别进行以下两种操作：操作1)将其中的p个位置的值设置为0，其余位置的值不变，得到一个含有切割后的DNA的子细胞，称为O型子细胞；操作2)将其中的p个位置的值保留为1，其余位置的值均设置为0，得到另一个含有切割后的DNA的子细胞，称为I型子细胞；首先将p设置为1，当再次进行该步骤时，寻找其他可能的切割位置组合，当所有的基于p的位置组合遍历完毕后，将p增加1，当p>3或p>C/2时，进行步骤D10；步骤D05：对O型子细胞进行DNA补全子算法，得到新型母细胞CellO。对I型子细胞进行DNA补全子算法，得到新型母细胞CellI；步骤D06：统计原母细胞Cell中1的数量，记为NumP，统计新型母细胞CellO中1的数量，记为NumO，统计新型母细胞CellI中1的数量，记为NumI，取NumO和NumI中较小的一个，记为MinOI，与NumP进行比较；如果MinOI<NumP，则表明找到了更优秀的母细胞，将母细胞Cell更新为该新母细胞，完成一次进化，执行步骤D03；如果MinOI＝NumP，则执行D06；如果MinOI>NumP，则执行D09；步骤D07：生成原母细胞Cell对应的多天线bit图，其中将RSRP覆盖仿真结果bit数组称为bit图，生成方法为遍历所有Cell[n]值为1的n所对应的集合SetA中第n个单天线bit图BitS[n]，将所有符合条件的BitS[n]做按位或运算，得到的多天线bit图记为BitM，统计BitM中1的数量，记为CountM；步骤D08：分别生成新型母细胞CellO和CellI对应的多天线bit图，并统计bit图中1的数量，分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：对LTE室内分布系统进行参数设定，其中，RSRP门限值，记为Threshold，取‑105dBm∽‑95dBm，RSRP覆盖率达标值，记为Coverage，取90％∽98％，RSRP覆盖网格大小，记为CubeStep，取0.1m∽0.5m，天线位置网格大小，记为GridStep，取0.5m∽2m；步骤B：对楼层平面图进行栅格化处理，建立备选天线集合；步骤C：对每一个备选天线进行独立的仿真计算；步骤D：使用细胞分裂算法，寻找最优母细胞；步骤E：根据由细胞分裂算法计算出的最优母细胞得出天线布局。

【技术特征摘要】
1.一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：对LTE室内分布系统进行参数设定，其中，RSRP门限值，记为Threshold，取-105dBm∽-95dBm，RSRP覆盖率达标值，记为Coverage，取90％∽98％，RSRP覆盖网格大小，记为CubeStep，取0.1m∽0.5m，天线位置网格大小，记为GridStep，取0.5m∽2m；步骤B：对楼层平面图进行栅格化处理，建立备选天线集合；步骤C：对每一个备选天线进行独立的仿真计算；步骤D：使用细胞分裂算法，寻找最优母细胞；步骤E：根据由细胞分裂算法计算出的最优母细胞得出天线布局。2.根据权利要求1所述的一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，所述步骤B还包括如下步骤：步骤B01：将平面区域划分成大小相等的紧密相邻的方形网格阵列，每个网格的大小为CubeStep，此网格阵列的列数记为M，行数记为N，一共M*N个方形网格；步骤B02：根据步骤B1划分的网格建立一个长度为M*N的bit数组，记为BitR，用于存放RSRP覆盖仿真结果，BitR[M*y+x]表示第x列、第y行的bit值，bit值为1表示该网格的RSRP值满足门限要求，bit值为0表示该网格的RSRP值不满足门限要求；步骤B03：将平面区域划分成大小相等的紧密相邻的方形网格阵列，每个网格的大小为GridStep；步骤B04：建立备选天线位置集合，记为集合SetA，在步骤B3划分的所有网格中心建立天线，根据楼层平面图判断天线位置是否合法，如果天线位置合法，则将该天线位置加入集合SetA，最终集合SetA将包含所有天线可能出现的位置，将SetA中的天线数量记为C；步骤B05：计算RSRP覆盖率达标所需要的达标网格数量，统计BitR中的所有需要覆盖的网格数量，记为FullNum，根据以下公式计算出达标网格数量，记为LimitNum，其中LimitNum＝ceil(FullNum*Coverage)，其中ceil()为向上取整函数。3.根据权利要求1所述的一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，所述步骤C还包括如下步骤：步骤C01：遍历集合SetA中的天线，对每一个天线执行步骤C02∽C04，共执行C次；步骤C02：对于集合SetA中的第n个天线，建立该天线专属的长度为M*N的bit数组，记为BitS[n]，用于存放只有该天线存在时的RSRP覆盖仿真结果，BitS[n][M*y+x]表示第x列、第y行的bit值，bit值为1表示该网格的RSRP值满足门限要求，bit值为0表示该网格的RSRP值不满足门限要求；步骤C03：使用室内分布无线信号传播模型计算出只有该天线存在时的RSRP覆盖仿真结果；步骤C04：遍历步骤C03中的RSRP覆盖仿真结果的每一个网格，对于第x列、第y行的网格，如果该网格所在区域的RSRP值大于等于门限值Threshold，则将BitS[n][M*y+x]赋值为1，如果该网格所在区域的RSRP值小于门限值Threshold或该网格所在区域不需要覆盖，则将BitS[n][M*y+x]赋值为0。4.根据权利要求1所述的一种LTE室内分布系统天线的自动布局方法，其特征在于，所述步骤D还包括如下步骤：步骤D01：建立一个长度为C的的bit数组，记为Cell，用于存放集合SetA中所有天线的组合方式，Cell[n]表示集合SetA中第n个天线是否存在的bit值，bit值为1表示该天线存在，bit值为0表示该天线不存在；这表示天线组合的bit数组Cell称为细胞，该数组包含的1和0序列称为该细胞的DNA；步骤D02：将Cell中的所有bit值设置为0，对Cell调用DNA补全子算法，生成初代母细胞；此时Cell即为初代母细胞，如果DNA补全子算法返回结果为失败，则无法生成初代母细胞，表明在当前的设定下，无论有多少个天线都无法使RSRP覆盖率达标，算法结束；步骤D03：对母细胞Cell进行细胞分裂，对母细胞的DNA进行切割，得到两个含有互补的不完整DNA的子细胞，然后对两个子细胞分别进行DNA补全，成长为两个新的母细胞。步骤D04：对母细胞Cell的DNA进行切割，遍历所有Cell[n]值为1的位置n，分别进行以下两种操作：操作1)将其中的p个位置的值设置为0，其余位置的值不变，得到一个含有切割后的DNA的子细胞，称为O型子细胞；操作2)将其中的p个位置的值保留为1，其余位置的值均设置为0，得到另一个含有切割后的DNA的子细胞，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉，谢飞，徐晖，
申请(专利权)人：诺优信息技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31