一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统，数据管理子系统用于实现对区域参数、布站位置、基站参数、级联情况、覆盖参数的内容管理；模型管理子系统用于完成地理环境模型构建和装备模型构建，按照关键词、类型、名称进行模型搜索；地形分析子系统用于进行通视分析、视域分析、网络分析和量测分析；无线宽带通信站址规划子系统，针对不同布设区域，通过调用数据管理子系统的数据，以及模型管理子系统的信道模型和对应算法，在覆盖范围最大情况下寻找基站位置最优解；通信状态展示子系统用于电磁信号的三维展示，以及地图场景控制、显示控制；报告生成输出子系统，用于用户进行多基站站址规划后输出规划结果。多基站站址规划后输出规划结果。多基站站址规划后输出规划结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统。

技术介绍

[0002]目前，网络已经成为人们日常工作与生活中一个必不可少的重要部分。然而，随着移动用户数量的剧增以及遍布的范围越广，必然存在某些区域移动通信网络信号覆盖弱，导致无法满足用户网络需求的情况。
[0003]虽然增强信号覆盖能力可以通过增加移动通信网络基站、网络优化的方式来实现，然而，由于移动通信网络基站的建设优化需要运营商投入大量的资金和人力，因此，迫切需要进行合理的基站规划，以便在有限的资源投入条件下，达到较佳的信号覆盖。
[0004]对通信网络基站规划的研究是随着实际通信应用需求不断变化的，一般的站址规划问题是通过调整站点数量、更换站点类型和改变站点位置布局等方式，达到增大网络覆盖范围、扩大业务容量和降低建设成本等目标。但对于“有意人为干扰，部分站点遭遇毁伤”等实际问题考虑不足，缺乏对无线宽带通信网频资源动态分配、干扰源威胁判断评估、系统抗毁重组方案设计等方面的考虑。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统，用于解决站点受到攻击时缺少对无线宽带通信网频资源动态分配、干扰源威胁判断评估、系统抗毁重组方案的技术问题。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统，包括：
[0008]数据管理子系统，用于实现对区域参数、布站位置、基站参数、级联情况、覆盖参数的内容管理，用于下一次匹配打开当前保存方案；
[0009]模型管理子系统，用于完成地理环境模型构建和装备模型构建，按照关键词、类型、名称进行模型搜索；
[0010]地形分析子系统，用于利用DEM、等高线、高程点数据，提取地面坡度、坡线、等高线地形特征，进行通视分析、视域分析、网络分析和量测分析；
[0011]无线宽带通信站址规划子系统，针对不同布设区域，通过调用数据管理子系统的数据，以及模型管理子系统的信道模型和对应算法，在覆盖范围最大情况下寻找基站位置最优解；
[0012]通信状态展示子系统，用于电磁信号的三维展示，以及地图场景控制、显示控制；
[0013]报告生成输出子系统，用于用户进行多基站站址规划后输出规划结果。
[0014]具体的，数据管理子系统中，针对典型地貌环境的无线宽带通信网络规划、存在优先布设道路、优先布设区域、基站遭遇不同程度的毁坏、道路遭遇毁坏、基站遭遇不同程度
的干扰以及交互选址实战场景，通过分析电磁环境、地形环境、干扰信息、装备状态，制定不同的通信站点组网方案，并保存区域参数、布站位置、基站参数、级联情况和覆盖参数。
[0015]具体的，模型管理子系统包括：
[0016]基础构建模块用于完成地理环境模型构建和装备模型构建；
[0017]模型调用模块用于自动调用模型能力。
[0018]进一步的，调用模型能力包括确定系统算法模型，具体为：
[0019]无线通信信道模型算法，为单基站模拟和基站选址提供模型输入；
[0020]基站选址算法，为基站选址提供算法支撑；
[0021]网络分析算法，为基站部署在道路附近提供算法支撑；
[0022]地形分析算法，结合地形地貌、地表的相对高度、基站的视距因素计算基站的无线覆盖范围；
[0023]空地传播模型，为基站被毁坏情况下的无人机补网提供模型支撑；
[0024]频率指配算法，为基站被干扰情况下基站频率指配或重新规划提供算法支撑。
[0025]系统结合地图栅格数据、基站功率、接收灵敏度等初始条件，通过分析计算选取合适的算法模型，为系统站址划分析提供模型输入。
[0026]具体的，地形分析子系统进行通视分析、视域分析、网络分析和量测分析具体为：
[0027]利用视距传播算法技术，结合区域地形、地貌数据，对空间观察点和被观察点之间进行采样迭代，计算观察点和被观察点之间的可视距离和非视距距离，并将计算结果以可视化手段在地图上展示，完成通视分析；
[0028]对选中观察点进行视域分析，得到观察点的可见视域范围，并将计算结果以可视化手段在地图上展示，完成视域分析；
[0029]通过路径分析按指定预定的起点和终点寻找最优路径，路径分析利用最短路径算法结合地形、矢量等数据，计算起点和终点间的可达路径、距离信息，在存在道路避让点时采用规避计算算法对避让点进行规避，并将计算结果以可视化手段在地图上展示，完成网络分析；
[0030]结合地形、地貌、DEM数据，实现量测点的经度、纬度、高程信息测量，量测点间的水平、直线、垂直、地表距离的测量，量测区域的面积、地表面积的测量，完成量测分析。
[0031]具体的，无线宽带通信站址规划子系统进行无线宽带通信站址规划的条件如下：
[0032]选取工作范围内靠近几何中心位置的较高点；交通、通讯符合站点建设。
[0033]具体的，无线宽带通信站址规划子系统包括：
[0034]通过对用户输入的规划区域参数、基站参数和/或接收参数，结合地形数据和/或道路数据选取无线信道模型，利用聚类算法在规划区域内结合无线信道模型和视距传播算法对基站位置进行迭代计算，同时根据干扰协调机制对各基站的频谱资源进行分配，得到满足覆盖率最大条件下的各基站功率分布、覆盖半径、频率范围、区域覆盖率和级联情况，在三维地图上进行显示，实现正常站址规划；
[0035]通过对用户输入的规划区域参数、优先道路参数、基站参数和/或接收参数，结合地形数据和/或道路数据选取无线信道模型，并对优先道路进行基站固定决策，利用聚类算法在规划区域内结合无线信道模型和视距传播算法对可移动基站位置进行迭代计算，同时根据干扰协调机制对各基站的频谱资源进行分配，得到满足覆盖率最大、优先道路被覆盖
条件下的各基站功率分布、覆盖半径、频率范围、区域覆盖率和/或级联情况，在三维地图上进行显示，实现道路优先站址规划；
[0036]通过对用户输入的规划区域参数、关键区域参数、基站参数和/或接收参数，结合地形数据和/或道路数据选取无线信道模型，对关键区域进行基站固定决策，利用聚类算法在规划区域内结合无线信道模型和视距传播算法对可移动基站位置进行迭代计算，同时根据干扰协调机制对各基站的频谱资源进行分配，得到满足覆盖率最大条件下的各基站功率分布、覆盖半径、频率范围、区域覆盖率和/或级联情况，在三维地图上等进行显示，实现关键区域优先站址规划；
[0037]在正常布站条件下，基站不能满足规划区域覆盖要求时，压缩规划区域至覆盖率最大，
[0038]通过对用户输入的规划区域参数、基站参数和/或接收参数，结合地形数据和/或道路数据选取无线信道模型，对规划区域各边位置进行迭代计算，利用聚类算法在规划区域内结合无线信道模型和视距传播算法对基站位置进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，包括：数据管理子系统，用于实现对区域参数、布站位置、基站参数、级联情况、覆盖参数的内容管理，用于下一次匹配打开当前保存方案；模型管理子系统，用于完成地理环境模型构建和装备模型构建，按照关键词、类型、名称进行模型搜索；地形分析子系统，用于利用DEM、等高线、高程点数据，提取地面坡度、坡线、等高线地形特征，进行通视分析、视域分析、网络分析和量测分析；无线宽带通信站址规划子系统，针对不同布设区域，通过调用数据管理子系统的数据，以及模型管理子系统的信道模型和对应算法，在覆盖范围最大情况下寻找基站位置最优解；通信状态展示子系统，用于电磁信号的三维展示，以及地图场景控制、显示控制；报告生成输出子系统，用于用户进行多基站站址规划后输出规划结果。2.根据权利要求1所述的基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，数据管理子系统中，针对典型地貌环境的无线宽带通信网络规划、存在优先布设道路、优先布设区域、基站遭遇不同程度的毁坏、道路遭遇毁坏、基站遭遇不同程度的干扰以及交互选址实战场景，通过分析电磁环境、地形环境、干扰信息、装备状态，制定不同的通信站点组网方案，并保存区域参数、布站位置、基站参数、级联情况和覆盖参数。3.根据权利要求1所述的基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，模型管理子系统包括：基础构建模块用于完成地理环境模型构建和装备模型构建；模型调用模块用于自动调用模型能力。4.根据权利要求3所述的基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，调用模型能力包括确定系统算法模型，具体为：无线通信信道模型算法，为单基站模拟和基站选址提供模型输入；基站选址算法，为基站选址提供算法支撑；网络分析算法，为基站部署在道路附近提供算法支撑；地形分析算法，结合地形地貌、地表的相对高度、基站的视距因素计算基站的无线覆盖范围；空地传播模型，为基站被毁坏情况下的无人机补网提供模型支撑；频率指配算法，为基站被干扰情况下基站频率指配或重新规划提供算法支撑；系统结合地图栅格数据、基站功率、接收灵敏度等初始条件，通过分析计算选取合适的算法模型，为系统站址划分析提供模型输入。5.根据权利要求1所述的基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，地形分析子系统进行通视分析、视域分析、网络分析和量测分析具体为：利用视距传播算法技术，结合区域地形、地貌数据，对空间观察点和被观察点之间进行采样迭代，计算观察点和被观察点之间的可视距离和非视距距离，并将计算结果以可视化手段在地图上展示，完成通视分析；对选中观察点进行视域分析，得到观察点的可见视域范围，并将计算结果以可视化手段在地图上展示，完成视域分析；
通过路径分析按指定预定的起点和终点寻找最优路径，路径分析利用最短路径算法结合地形、矢量等数据，计算起点和终点间的可达路径、距离信息，在存在道路避让点时采用规避计算算法对避让点进行规避，并将计算结果以可视化手段在地图上展示，完成网络分析；结合地形、地貌、DEM数据，实现量测点的经度、纬度、高程信息测量，量测点间的水平、直线、垂直、地表距离的测量，量测区域的面积、地表面积的测量，完成量测分析。6.根据权利要求1所述的基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，无线宽带通信站址规划子系统进行无线宽带通信站址规划的条件如下：选取工作范围内靠近几何中心位置的较高点；交通、通讯符合站点建设。7.根据权利要求1所述的基于地理信息的无线宽带站点部署系统，其特征在于，无线宽带通信站址规划子系统包括：通过对用户输入的规划区域参数、基站参数和/或接收参数，结合地形数据和/或道路数据选取无线信道模型，利用聚类算法在规划区域内结...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东辉，范建存，徐军辉，康凯，冯晓伟，薛伍瑞，罗宇辛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：