本發(fā)明涉及信號處理與分析，特別是涉及一種蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、蜂窩網(wǎng)多區(qū)域信號質(zhì)量評估是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化中的一個重要環(huán)節(jié)，旨在提高無線網(wǎng)絡的覆蓋能力和服務質(zhì)量。隨著移動通信用戶的激增和數(shù)據(jù)流量的不斷增長，單一基站的覆蓋范圍已難以滿足日益增加的需求，因此，多區(qū)域協(xié)同工作成為提升網(wǎng)絡性能的關(guān)鍵。通過對不同區(qū)域的信號質(zhì)量、用戶體驗和資源利用情況進行綜合分析，可以有效優(yōu)化基站的布局和配置，確保網(wǎng)絡在高密度環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定的性能。

2、現(xiàn)階段針對戶外環(huán)境，可以利用從電子地圖獲取的街景圖像構(gòu)建毫米波通信的三維材料地圖。結(jié)合光線追蹤，三維材料地圖可以用于確定波束形成的最佳方向。采用計算機視覺中的材料識別技術(shù)來從場景圖像中識別現(xiàn)實環(huán)境中的材料類型，然后用于推斷材料反射率。再基于推斷的反射率來模擬接收端的無線信號強度。但是，材料反射率不僅依賴于材料類型，還依賴于入射角和材料厚度，這些因素無法從圖像中明確推斷。因此，采用計算機視覺推斷的材料反射率可能與實際值存在顯著偏差，從而模擬的無線信號強度存在偏差大的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估系統(tǒng)，主要目的在于解決現(xiàn)有多區(qū)域協(xié)同工作環(huán)境下，對無線信號傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量評估偏差大的問題。

2、依據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估系統(tǒng)，包括：

3、模型預處理模塊，用于獲取三維場景模型，并為所述三維場景模型中的各個障礙物表面分配相對應的表面id；

4、追蹤模塊，用于采用光線追蹤算法確定從基站到用戶之間的所有無線信號在所述三維場景模型中的傳播路徑，并獲取所述傳播路徑上各個障礙物反射面的所述表面id和入射角；

5、反射場擬合模塊，用于基于所述表面id和所述入射角回歸所述傳播路徑上所有所述反射面的反射衰減；

6、射頻渲染模塊，用于基于所述傳播路徑上所有所述反射面的所述反射衰減、自由空間路徑損耗和所述無線信號的發(fā)射功率確定用戶的通信鏈路接收功率，以使得基于所述通信鏈路接收功率對各個用戶接收的信號質(zhì)量進行評估。

7、進一步地，所述追蹤模塊包括：

8、定義單元，用于將所述三維場景模型中的基站定義為無線信號發(fā)送端，并將所述用戶定義為無線信號接收端；

9、光線追蹤單元，用于基于無線信號接收端采用所述光線追蹤算法對所述無線信號進行反向追蹤至所述無線信號發(fā)送端，得到所述基站到所述用戶之間的所有所述傳播路徑。

10、進一步地，所述反射場擬合模塊包括：

11、模型訓練單元，用于基于反射模擬數(shù)據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡模型訓練處理，得到所述三維場景模型中各個所述表面id相對應的反射衰減模型；

12、目標確定單元，用于基于所述表面id確定所述傳播路徑上各個障礙物表面相對應的目標反射衰減模型；

13、反射場擬合單元，用于基于所述目標反射衰減模型和相對應的所述入射角進行擬合處理，得到所述傳播路徑上所有所述反射面的反射衰減。

14、進一步地，所述反射場擬合模塊還包括單項模擬單元，所述單項模擬單元用于：

15、將所述三維場景模型中的各個障礙物表面設(shè)置為相同的待分析材料；

16、模擬所述無線信號從所述基站到所述用戶之間的傳播路徑，并獲取所述傳播路徑上各個障礙物表面的入射角；

17、獲取所述基站的發(fā)射功率和所述用戶的接收功率，并將所述發(fā)射功率、所述接收功率和所述入射角整合為與所述待分析材料相對應的反射模擬數(shù)據(jù)。

18、進一步地，所述模型訓練單元還用于：

19、為各個所述表面id配置相對應的目標材料信息；

20、基于所述目標材料信息從所述反射模擬數(shù)據(jù)中確定目標反射模擬數(shù)據(jù)；

21、基于所述目標反射模擬數(shù)據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡模型訓練處理，得到與所述表面id相對應的所述反射衰減模型。

22、進一步地，所述射頻渲染模塊包括：

23、路徑損耗確定單元，用于基于各個傳播路徑的自由傳播距離、所述無線信號的載波波長確定各個傳播路徑相對應的自由空間路徑損耗；

24、單路徑渲染單元，用于基于所述傳播路徑上所有所述反射面的所述反射衰減和所述自由空間路徑損耗對相對應的所述傳播路徑進行信道渲染處理，得到與所述傳播路徑相對應的信道渲染結(jié)果；

25、接收功率確定單元，用于基于所述信道渲染結(jié)果和所述無線信號的發(fā)射功率確定各個用戶相對應的單鏈路接收功率，并將與所述用戶相對應的所有所述單鏈路接收功率進行整合，得到所述用戶的通信鏈路接收功率。

26、進一步地，所述系統(tǒng)還包括干擾評估模塊，所述干擾評估模塊用于：

27、基于所述三維場景模型模擬各個用戶相對應的干擾鏈路；

28、基于所述反射場擬合模塊和所述射頻渲染模塊確定各個用戶相對應的干擾鏈路接收功率；

29、基于所述通信鏈路接收功率和所述干擾鏈路接收功率確定用戶接收的信噪干擾比，以使得基于所述信噪干擾比對各個用戶接收的信號質(zhì)量進行評估。

30、依據(jù)本發(fā)明另一個方面，提供了一種蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估方法，包括：

31、獲取三維場景模型，并為所述三維場景模型中的各個障礙物表面分配相對應的表面id；

32、采用光線追蹤算法確定從基站到用戶之間的所有無線信號在所述三維場景模型中的傳播路徑，并獲取所述傳播路徑上各個障礙物反射面的所述表面id和入射角；

33、基于所述表面id和所述入射角回歸所述傳播路徑上所有所述反射面的反射衰減；

34、基于所述傳播路徑上所有所述反射面的所述反射衰減、自由空間路徑損耗和所述無線信號的發(fā)射功率確定用戶的通信鏈路接收功率；

35、基于所述通信鏈路接收功率確定各個用戶的接收信號強度，并確定各個用戶的干擾鏈路接收功率，基于所述接收信號強度和所述干擾鏈路接收功率確定用戶接收的信噪干擾比，以使得基于所述信噪干擾比對各個用戶接收的信號質(zhì)量進行評估。

36、依據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)中存儲有至少一可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指令使處理器執(zhí)行如上述蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估系統(tǒng)對應的操作。

37、依據(jù)本發(fā)明另一個方面，提供了一種計算機設(shè)備，包括處理器、存儲器、通信接口和通信總線，所述處理器、所述存儲器和所述通信接口通過所述通信總線完成相互間的通信；

38、所述存儲器用于存放至少一可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指令使所述處理器執(zhí)行如上述蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估系統(tǒng)對應的操作。

39、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案至少具有下列優(yōu)點：

40、本發(fā)明提供了一種蜂窩網(wǎng)大規(guī)模信號質(zhì)量評估系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過模型預處理模塊和追蹤模塊將光線追蹤(ray?tracing)技術(shù)應用到電磁波傳輸過程的仿真中，幫助評估基站多區(qū)域通信質(zhì)量。還通過反射場擬合模塊和射頻渲染模塊將已在光學中取得成功的神經(jīng)反射場轉(zhuǎn)化到無線射頻(radio?frequency，rf)領(lǐng)域，以學習無線射頻信號接收功率下的反射系數(shù)。本發(fā)明在經(jīng)過信號強度的采樣和反射場擬合模塊的訓練后，使得反射場擬合模塊在學習大場景中不同角度表面的材料反射系數(shù)方面表現(xiàn)出顯著的性能，預測的接收功率與測量值相匹配，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對不同區(qū)域的信號強度的預測，尤其是基站密集的區(qū)域，從而識別出信號強度較弱的區(qū)域。本發(fā)明不僅為基站的合理部署提供了更便捷的方案，也為部署本身提供了系統(tǒng)方法和科學依據(jù)。

41、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。