基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法及装置，方法包括：测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，通过射线跟踪仿真针对场景中每个位置测量点进行场强预测，结合每个位置测量点的接收场强实际值，对射线跟踪仿真器进行校正，然后调整场景中基站的三维坐标信息和天线角度信息，实现接收场强预测。本发明专利技术实施例中，实现接收场强预测。将射线跟踪技术融入到高速铁路交叉并线区段GSM‑R网络规划中，可以实现在不同基站参数配置下对高速铁路交叉并线区段信道的精确仿真，获得高铁铁路交叉并线区段的精准场强预测。

【技术实现步骤摘要】
基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法
本专利技术实施例涉及无线
，具体涉及一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法及装置。
技术介绍
随着无线技术的迅速发展，在我国高速铁路和客运专线中，现有的用于铁路通信及应用的国际无线通信标准(GlobalSystemforMobileCommunications–Railway，以下简称：GSM-R)网络改造也全面铺开，基于GSM-R无线网络的特点，越来越多的铁路枢纽及多条线路交叉、并线等特殊区域会共用GSM-R基站、直放站设施，因此，在这些特殊区域，中国铁路GSM-R系统的建设正面临着网络容量需求大，业务需求种类丰富，而频率资源有限的问题。在高速铁路交叉并线区段GSM-R网络规划中，如何设置基站、如何更好地利用现有基站降低对已开通线路的运营维护以及如何在保证并线区段无线覆盖的前提下有效地运用有限的频率资源并避免网内干扰是GSM-R网络规划的重点，另外，由于各线路的建设工期和模式不同，后规划线路的覆盖方案要兼顾考虑到既有线路的规划情况，因而难度加大，所以为高速铁路交叉并线区段GSM-R网络规划提供服务尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的至少一个实施例提供了一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法及装置，可以调整基站布点及天线角度信息，确定精准的接收场强预测。第一方面，本专利技术实施例提出一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，该方法包括：获取目标高铁铁路交叉并线区段场景的铁路信息和环境信息；基于铁路信息和环境信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图；测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息；基于目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图，通过射线跟踪仿真针对目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点进行场强预测，确定接收场强预测值；基于相同目标高铁铁路交叉并线区段场景下每个位置测量点的接收场强实际值，结合每个位置测量点的接收场强预测值，对射线跟踪仿真器进行校正；基于测量的目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，通过校正后的射线跟踪仿真器，调整目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息，实现接收场强预测。在一些实施例中，铁路信息包括目标高铁几何信息，环境信息包括结构体的三维几何信息和地形信息。在一些实施例中，目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图包括：结构体的三维几何信息、地形信息、场景中物体的栅格地图及类别标识。在一些实施例中，测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，包括：通过全球定位系统测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个基站的三维坐标信息。在一些实施例中，测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，包括：获取目标高铁铁路交叉并线区段场景中结构体表面材料的电磁参数信息，构建目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维场景模型；基于目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维场景模型，识别三维场景模型中的结构体表面材质信息；基于三维场景模型中的结构体表面材质信息和目标高铁铁路交叉并线区段场景中结构体表面材料的电磁参数信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景中的结构体的电磁参数信息；基于每个基站的三维坐标信息和目标高铁铁路交叉并线区段场景中的结构体的电磁参数信息，确定天线角度信息。在一些实施例中，基于测量的目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，通过校正后的射线跟踪仿真器，调整目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息，实现接收场强预测，包括：调整目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息后，对目标高铁铁路交叉并线区段场景进行仿真计算，获得每个位置测量点的多径信息；基于目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的多径信息以及调整后的目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息，通过校正后的射线跟踪仿真器，实现接收场强预测。在一些实施例中，多径信息包括复数电场、传播路径、传播时延以及与路径关联的结构体。第二方面，本专利技术实施例还提出一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测装置，包括：获取模块、地图模块、测量模块、场强预测模块、校正模块、调整模块；获取模块，用于获取高铁铁路交叉并线区段场景的铁路信息和环境信息；地图模块，用于基于铁路信息和环境信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图；测量模块，用于测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息；场强预测模块，用于基于目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图，通过射线跟踪仿真针对目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点进行场强预测，确定接收场强预测值；校正模块，用于基于相同目标高铁铁路交叉并线区段场景下每个位置测量点的接收场强实际值，结合每个位置测量点的接收场强预测值，对射线跟踪仿真器进行校正；调整模块，用于基于测量的目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，通过校正后的射线跟踪仿真器，调整目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息，实现接收场强预测。在一些实施例中，装置还包括：获取模块，还用于获取目标高铁铁路交叉并线区段场景中结构体表面材料的电磁参数信息；构建模块，用于构建目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维场景模型；识别模块，用于基于目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维场景模型，识别三维场景模型中的结构体表面材质信息；电磁模块，用于基于三维场景模型中的结构体表面材质信息和目标高铁铁路交叉并线区段场景中结构体表面材料的电磁参数信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景中的结构体的电磁参数信息；测量模块，还用于基于每个基站的三维坐标信息和目标高铁铁路交叉并线区段场景中的结构体的电磁参数信息，确定天线角度信息。本专利技术实施例中提供的一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法及装置，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图以及测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，然后通过射线跟踪仿真针对目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，包括：/n获取目标高铁铁路交叉并线区段场景的铁路信息和环境信息；/n基于所述铁路信息和所述环境信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图；/n测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息；/n基于所述目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图，通过射线跟踪仿真针对所述目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点进行场强预测，确定接收场强预测值；/n基于相同目标高铁铁路交叉并线区段场景下每个位置测量点的接收场强实际值，结合每个位置测量点的接收场强预测值，对射线跟踪仿真器进行校正；/n基于测量的目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，通过校正后的射线跟踪仿真器，调整目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息，实现接收场强预测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，包括：
获取目标高铁铁路交叉并线区段场景的铁路信息和环境信息；
基于所述铁路信息和所述环境信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图；
测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息；
基于所述目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图，通过射线跟踪仿真针对所述目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点进行场强预测，确定接收场强预测值；
基于相同目标高铁铁路交叉并线区段场景下每个位置测量点的接收场强实际值，结合每个位置测量点的接收场强预测值，对射线跟踪仿真器进行校正；
基于测量的目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，通过校正后的射线跟踪仿真器，调整目标高铁铁路交叉并线区段场景中的每个基站的三维坐标信息和天线角度信息，实现接收场强预测。


2.根据权利要求1所述的基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，所述铁路信息包括目标高铁几何信息，所述环境信息包括结构体的三维几何信息和地形信息。


3.根据权利要求1所述的基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，所述目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维电子地图包括：结构体的三维几何信息、地形信息、场景中物体的栅格地图及类别标识。


4.根据权利要求1所述的基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，所述测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，包括：
通过全球定位系统测量所述目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个基站的三维坐标信息。


5.根据权利要求1所述的基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，所述测量目标高铁铁路交叉并线区段场景中每个位置测量点的三维坐标信息、每个位置测量点的接收场强实际值、每个基站的三维坐标信息以及天线角度信息，包括：
获取目标高铁铁路交叉并线区段场景中结构体表面材料的电磁参数信息，构建目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维场景模型；
基于所述目标高铁铁路交叉并线区段场景的三维场景模型，识别所述三维场景模型中的结构体表面材质信息；
基于所述三维场景模型中的结构体表面材质信息和所述目标高铁铁路交叉并线区段场景中结构体表面材料的电磁参数信息，确定目标高铁铁路交叉并线区段场景中的结构体的电磁参数信息；
基于所述每个基站的三维坐标信息和所述目标高铁铁路交叉并线区段场景中的结构体的电磁参数信息，确定天线角度信息。


6.根据权利要求1所述的基于射线跟踪的高铁铁路交叉并线区段场强预测方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁爽，张望，官科，何丹萍，丁珣，吕锡纲，阚绍忠，黄国胜，杨帆，孟德智，西穷，杨帆，何叶锁，
申请(专利权)人：北京中铁建电气化设计研究院有限公司，北京交通大学，中国铁建电气化局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11