一种基于无线传播模型的电力无线专网覆盖和干扰确定方法技术

本发明专利技术公开一种基于无线传播模型的电力无线专网覆盖和干扰确定方法以及无线传播模型参数校正方法，无线传播模型参数校正方法包括：获取无线传播模型参数待优化的区域地理信息、区域路测数据；识别和划分区域内的无线传播环境；建立基于射线跟踪的跨场景无线传播模型；建立所述跨场景无线传播模型的多目标参数校正模型，多目标参数校正模型的优化目标为：所有待优化区域的无线传播模型预测误差最小化，以及重点保障区域的无线传播模型预测误差最小化；采用多目标进化算法进行模型求解，以对跨场景无线传播模型进行优化，得到校正结果；将校正结果代入所述跨场景无线传播模型即得到校正后的无线传播模型，将其用于后续对相应区域的网络覆盖和干扰分析，可提高分析精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传播模型的电力无线专网覆盖和干扰确定方法
本专利技术涉及电力无线专网覆盖和干扰分析
，特别是一种基于无线传播模型的电力无线专网覆盖和干扰确定方法。
技术介绍
智能电网为应对全球气候变化、促进经济社会可持续发展提供了有效手段。电力行业对无线通信的需求比其他行业更高，LTE电力无线专网是智能电网的核心基础设施，为保证智能电网安全、可靠和稳定运行提供了先进的通信技术。覆盖和干扰分析是电力无线专网网络规划、优化和运维中的一项重要工作，通过分析基站/小区无线信号和其它各类网内网外无线信号强度的空间分布，判断网络覆盖范围，定位干扰区域或来源，为解决电力专网的网络覆盖和干扰问题提供依据。目前，与LTE移动通信公网和其它无线专网一样，现有电力无线专网覆盖和干扰分析方法分为两类。第一类方法使用测试设备，沿事先规划的路测(DriveTest)路径进行实地测量，获取路测路径及其周边区域准确的覆盖、干扰信号分布情况，缺点在于路测人工成本高，测试区域有限。第二类方法采用无线传播模型，包括经验传播模型和射线跟踪模型，根据网络工参和地理信息，计算无线信号的空间分布。这类方法可以低成本地分析网络覆盖范围内任意位置的信号分布情况，分析范围涵盖整个网络，不需过多耗时费力的人工测试。这类方法为了提高分析精度，还可使用路测数据，采用最小二乘法和进化算法等优化技术，优化校正无线传播模型参数。然而目前电力无线专网采用无线传播模型进行覆盖和干扰分析时，仍存在分析结果精度不高的问题。
技术实现思路
本专利技术经过研究发现，目前电力无线专网采用无线传播模型进行覆盖和干扰分析时，分析结果精度不高的原因主要有以下两点：(1)各类地形地物组成了不同的地理场景和无线传播环境，如建筑物密集区、水面、绿地等，虽然不同地理场景下可以采用不同的无线传播模型参数，组成分场景传播模型。但电力无线专网属于大区覆盖，基站发射功率高，小区覆盖半径大，例如可达15km，小区覆盖区域经常横跨多种地理场景和传播环境，目前采用的单一场景或分场景无线传播模型并没有考虑跨场景情况；(2)电力无线专网不要求百分之百的无缝覆盖，对不同地理位置的预测分析精度要求是不同的，在部署终端设备的测量点等特殊位置需要更准确的分析结果。目前的无线传播模型进行参数校正时，在使用路测数据优化校正模型参数时，只考虑全部路测点预测误差最小化单一目标，没有区别对待测量点等特殊位置，无法保证这些特殊位置的分析预测精度。因此，本专利技术的目的是，提供一种电力无线专网融合跨场景无线传播模型的参数校正方法，以及一种基于无线传播模型的电力无线专网覆盖和干扰确定方法，综合考虑无线信号的跨场景传播以及传播模型参数校正优化目标单一的因素，能够提高利用无线传播模型进行电力无线专网覆盖和干扰分析的结果精度。本专利技术采取的技术方案如下。一方面，本专利技术提供一种无线传播模型参数校正方法，包括：获取无线传播模型参数待优化的区域地理信息；获取无线传播模型参数待优化的区域路测数据；基于已获取的区域地理信息识别和划分区域内的无线传播环境；基于区域内的无线传播环境，建立基于射线跟踪的跨场景无线传播模型，所述跨场景无线传播模型的待校正参数包括对应区域内各场景下的无线传播模型系数；基于跨场景无线传播模型以及区域路测数据，建立所述跨场景无线传播模型的多目标参数校正模型，所述多目标参数校正模型的优化目标为：所有待优化区域的无线传播模型预测误差最小化，以及待优化区域中预设重点保障区域的无线传播模型预测误差最小化；基于多目标参数校正模型，采用多目标进化算法进行模型求解，以对跨场景无线传播模型进行优化，得到跨场景无线传播模型参数的校正结果；将所述校正结果代入所述跨场景无线传播模型即得到校正后的无线传播模型。校正后的无线传播模型可用于后续对相应区域的网络覆盖和干扰分析，提高分析精度。可选的，所述无线传播模型参数待优化的区域地理信息为电子地图形式，包括各待优化基站小区的小区、基站的工参和位置数据；多个待优化基站小区组成待优化小区集合optCell；各待优化基站小区为历史ATU路测数据与无线传播模型预测值之间误差大于设定误差阈值的小区。所述设定误差阈值可为10dBm。可选的，对于各基站小区，所述区域路测数据包括：对应小区基站有效范围的不同方向分别设置的多个测量点的路测数据。各基站有效范围内不同方向上设置的测量点数量可根据小区数量、区域大小等因素进行调整。可选的，所述待优化网络覆盖区域的路测数据获取包括步骤：针对各待优化基站小区，在其有效范围内或预设范围内设置预设数量的测量点；基于多个测量点确定各基站小区内的有效路径段；将多个待优化基站小区的有效路径段进行连接，使得所有路径形成回路；基于已连接形成的路径回路，确定路测路径，得到经相应路测路径进行ATU路测的路测数据，形成原始ATU数据集。可选的，基于已连接形成的路径回路，利用最短回路路径算法，将距离最短的路径作为路测路径。最短回路路径算法可采用中国邮递员路由算法。可选的，无线传播模型参数方法还包括对无线传播模型参数待优化的各基站小区，分别进行栅格化处理；定义区域内所有测量点的路测数据集合为DTDataSet；无线传播模型参数校正方法还包括对所获取的路测数据进行预处理，包括：对DTDataSet中的路测数据进行清洗，剔除坏数据；对属于同一栅格的路测数据进行归并处理，确定各栅格的主服务小区；将路测数据进行分集处理，得到用于无线传播模型参数校正的测试集，以及用于验证无线传播模型校正结果的验证集，所述测试集和验证集中的数据分别皆包括对应各基站小区的路测数据。所述坏数据为与实际情况明显不符的路测数据。对于各基站小区，栅格化处理时，可将其对应的区域AreaE分割成大小为Hg栅格，预设参数Hg根据分析精度而定，可取为e.g·Hg＝5m。可选的，所述基于已获取的区域地理信息识别和划分区域内的无线传播环境包括：基于各待优化基站小区已划分的各栅格地理信息，确定各栅格的地物覆盖特征向量；基于栅格的地物覆盖特征向量，进行栅格聚类，确定各待优化基站小区的地物类型；所述地物类型包括单一地物区域、主导地物区域和混合地物区域；对于混合地物区域将相应待优化基站小区的网络覆盖区域划分为多个地理场景。可选的，本专利技术方法利用ArcGIS平台进行对待优化区域的无线传播环境识别和划分；栅格聚类后，还对聚类后的簇的边界进行平滑处理，提取簇的近似轮廓；以经过边界平滑处理后的各个簇作为待优化覆盖区域AreaE的地理场景划分结果，表示为ScenPartition＝{SCN1，SCN2，…SCNnsc}，其中SCNi为由第i个平滑后的簇组成的第i个地理场景。可选的，所述跨场景无线传播模型的参数包括对应各场景的直射损耗校正系数、反射损耗校正系数和绕射损耗校正系数；采用多目标进化算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线传播模型参数校正方法，其特征是，包括：/n获取无线传播模型参数待优化的区域地理信息；/n获取无线传播模型参数待优化的区域路测数据；/n基于已获取的区域地理信息识别和划分区域内的无线传播环境；/n基于区域内的无线传播环境，建立基于射线跟踪的跨场景无线传播模型，所述跨场景无线传播模型的待校正参数包括对应区域内各场景下的无线传播模型系数；/n基于跨场景无线传播模型以及区域路测数据，建立所述跨场景无线传播模型的多目标参数校正模型，所述多目标参数校正模型的优化目标为：所有待优化区域的无线传播模型预测误差最小化，以及待优化区域中预设重点保障区域的无线传播模型预测误差最小化；/n基于多目标参数校正模型，采用多目标进化算法进行模型求解，以对跨场景无线传播模型进行优化，得到跨场景无线传播模型参数的校正结果；/n将所述校正结果代入所述跨场景无线传播模型即得到校正后的无线传播模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线传播模型参数校正方法，其特征是，包括：
获取无线传播模型参数待优化的区域地理信息；
获取无线传播模型参数待优化的区域路测数据；
基于已获取的区域地理信息识别和划分区域内的无线传播环境；
基于区域内的无线传播环境，建立基于射线跟踪的跨场景无线传播模型，所述跨场景无线传播模型的待校正参数包括对应区域内各场景下的无线传播模型系数；
基于跨场景无线传播模型以及区域路测数据，建立所述跨场景无线传播模型的多目标参数校正模型，所述多目标参数校正模型的优化目标为：所有待优化区域的无线传播模型预测误差最小化，以及待优化区域中预设重点保障区域的无线传播模型预测误差最小化；
基于多目标参数校正模型，采用多目标进化算法进行模型求解，以对跨场景无线传播模型进行优化，得到跨场景无线传播模型参数的校正结果；
将所述校正结果代入所述跨场景无线传播模型即得到校正后的无线传播模型。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述无线传播模型参数待优化的区域地理信息为电子地图形式，包括各待优化基站小区的小区、基站的工参和位置数据；多个待优化基站小区组成待优化小区集合optCell；
各待优化基站小区为历史ATU路测数据与无线传播模型预测值之间误差大于设定误差阈值的小区。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对于各基站小区，所述区域路测数据包括：对应小区基站有效范围的不同方向分别设置的多个测量点的路测数据；
所述待优化网络覆盖区域的路测数据获取包括步骤：
针对各待优化基站小区，在其有效范围内或预设范围内设置预设数量的测量点；
基于多个测量点确定各基站小区内的有效路径段；
将多个待优化基站小区的有效路径段进行连接，使得所有路径形成回路；
基于已连接形成的路径回路，确定路测路径，得到经相应路测路径进行ATU路测的路测数据，形成原始ATU数据集。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，基于已连接形成的路径回路，利用最短回路路径算法，将距离最短的路径作为路测路径。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，无线传播模型参数方法还包括对无线传播模型参数待优化的各基站小区，分别进行栅格化处理；
定义区域内所有测量点的路测数据集合为DTDataSet；
无线传播模型参数校正方法还包括对所获取的路测数据进行预处理，包括：
对DTDataSet中的路测数据进行清洗，剔除坏数据；
对属于同一栅格的路测数据进行归并处理，确定各栅格的主服务小区；
将路测数据进行分集处理，得到用于无线传播模型参数校正的测试集，以及用于验证无线传播模型校正结果的验证集，所述测试集和验证集中的数据分别皆包括对应各基站小区的路测数据。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述基于已获取的区域地理信息识别和划分区域内的无线传播环境包括：
基于各待优化基站小区已...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锐，李伟，赵高峰，缪巍巍，李洋，戴伟，刘金锁，樊进，罗威，汪大洋，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司信息通信分公司，南京南瑞信息通信科技有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32