一种TD‑LTE230无线专网电力基站规划方法与流程

本发明涉及一种通信技术领域，特别涉及一种td-lte230无线专网电力基站规划方法。

背景技术：

td-lte230无线专网具有覆盖广、传输速率高、实时性和频谱适应性强等特点，是终端通信接入网的主要技术手段。随着智能电网时代的到来，建设电力无线专网势在必行，无线通信技术中，我国拥有td-lte技术体制的知识产权，可以满足电力当前及未来一定时期的业务发展需求，未来还可以向5g演进，极具发展潜力。

移动通信在网络建设的初期，用户量少，站点较少，基站覆盖半径较大，较少考虑投资控制和后期维护，那时基站建设主要解决网络覆盖问题，基站站址的选择自由度大，往往不经过科学的论证和分析，指示凭经验和直觉选择基站站址，只要天线挂的足够高，信号传播够远即可，由此易造成基站运行的安全稳定性差，建设维护难度大等问题。因此对于td-lte230无线专网基站的建设规划，应吸取以前的经验教训，综合考虑基站建设的难易程度、基站开通后的维护等，在保证网络覆盖和流量需求的前提下，进行合理规划，充分考虑建设方已有的基础设施，确定基站建设的位置和数量，对于电力行业来说还要充分考虑变电站、营业厅以及可租用基站的位置。

此外，在基站建设的过程中，如何评估基站的优先级，即哪些区域的需要优先建站，哪些区域可以暂时不建站，都是在基站规划初期就应该考虑的问题。现有基站建设规划方案中，运营单纯的将用户数量与地区发展水平作为用户需求的评判标准，并作为基站规划和建设的主要依据。即在用户数量较多、用户质量较好的地区先行建设基站，相应的，在用户数量较少、用户质量较差的地区后建设基站。用户数量的多少和地区发展水平虽然能够在一定程度上体现出该地区的用户需求，但是这种感性认识对用户的网络需求并未具体细化，并未真正反映出潜在用户的需求，因此，现有的这种基站建设规划方案缺少准确的判断依据和科学的规划手段，可能会导致真正有需求的地区的基站建设优先级较为靠后。因此，亟需一种基站规划方案以解决上述问题。

中国专利公开号cn104378769，公开日2015年2月25日，发明创造的名称为基于覆盖预测的td-scdma基站规划点自动选点方法，该申请案公开了基站规划点自动选点方法核心步骤包括：采集宏基站小区信息，得到集合a；计算集合a内小区经纬度最大值和最小值并按步长进行取整；将经纬度从最小到最大值按步长分割；按照经纬度配对，得到集合b；对集合b属性初始化；采集集合b的栅格地物信息等。其不足之处是对于选定的基站点未能给出建设优先级的合理建议，不利于基站建设工作的开展，不能及时为网络需求量大的区域提供网络覆盖。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的基站站址选择往往不经过科学的论证和分析，只是凭经验和直觉进行选择的问题，以及评估基站建设优先级的标准问题，提供了一种td-lte230无线专网基站规划方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种td-lte230无线专网电力基站规划方法，包括：

步骤11：统计规划范围内的预选基站并对每个基站进行编号，对规划范围进行栅格划分并对每个栅格编号，i表示基站号，j表示栅格号；

步骤12：计算每个栅格的流量密度；

步骤13：按流量密度的大小将栅格划分为h个等级,每个等级分配相应的权重；

步骤14：选择与栅格j距离最小的f个基站，aj为所述f个基站的集合，通过计算aj中的基站到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站i；

步骤15：统计基站i覆盖范围内所包含的不同等级的栅格的个数；

步骤16：计算每个基站的优先权重，并按照优先权重对基站进行排序；

步骤17：根据规划范围的网络覆盖率结合所述优先权重，确定组成基站规划方案的基站以及基站建设的优先顺序。

本发明中，将规划范围内的所有可用基站纳入基站规划考虑的范围，对规划范围进行栅格划分，根据每个栅格的流量密度将所有栅格划分为多个等级(本发明中对规划范围采用等面积栅格划分)，考虑路径损耗的前提下，根据基站到各栅格的功率大小决定同一栅格最终划入哪个基站，统计每个基站覆盖范围内所包含的各等级栅格的个数，结合对应栅格的权重得到每个基站的优先权重，按照覆盖比重由大到小将可用基站进行排序，选择满足网络覆盖率阈值的前若干个基站组成基站规划方案，并依照之前的排序决定不同基站建设的优先级。本发明从基站规划的基本目的(满足网络覆盖率)出发，通过计算每个基站覆盖范围内的网络需求(通过优先权重来定义)，形成最终的基站规划方案，并以此评估各个基站建设的优先级。由此所作出的规划方案从合理性和可行性上都远远优于之前未经科学论证和分析就得出的基站规划方案，对基站的规划提供了理论依据和可评估的标准。

作为优选，在进行步骤12之前，先将规划范围内的网络业务类型划分为n类，步骤12所述流量密度为toaj：其中：tc:是c类业务的单终端速率需求；kc：是c类业务的并发系数；nc:是栅格j范围内c类业务的终端数目；s：栅格j的面积。

本发明中，考虑将规划范围所包含的业务分为c类，不同类型的业务具有不同的网络速率需求tc和不同的并发系数kc，统计每个栅格范围内不同业务终端的个数nc，通过公式计算该栅格所有业务的总的流量需求，通过与该栅格覆盖面积的比值得到该栅格的流量密度。

作为优选，步骤14，所述集合aj中的基站k到栅格j的功率为pk*lkj，其中k∈aj，pk为基站k的发射功率，lkj表示基站k到栅格j的路径损耗，lkj＝|dkj|^α*l0，其中l0为路径损耗系数，α∈[2,5]，α的取值代表相应的网络场景，dkj为栅格j的中心到基站k的距离；

根据i＝argmax{pk*lkj},确定栅格j最终落入的基站i。

本发明中，通过α的不同取值区分基站周围环境不同对基站功率的损耗。pk*lkj表示考虑路径损耗的情况，最终落入目标栅格的基站功率的大小，argmax{pk*lkj}通过不同基站到目标栅格的功率的对比，选择其中分配到规划范围的功率最大的基站为目标栅格最终落入的基站。

作为优选，步骤16，所述基站i的优先权重wi＝γ1*ni1+γ2*ni2+…+γh*nih,其中γ1，γ2，…，γh分别表示等级为1,2，…，h的栅格的权重值；ni1，ni2，…，nih分别表示基站i包含的等级为1,2，…，h的栅格的个数；按照优先权重wi由大到小对各基站进行排序。

本发明中，为每个基站定义一个优先权重，用以作为基站选择的依据，基站的优先权重由其所包含的栅格的权重以及个数决定，根据优先权重的大小对基站进行排序。

作为优选，所述步骤17，所述其中表示前q个基站所包含的栅格数的总和，ni为基站i所包含的栅格总数，ni＝ni1+ni2+…+nih；当网络覆盖率大于规划范围的网络覆盖率阈值时，对应的q个基站组合成基站规划方案并按照q个基站的排序安排基站建设的优先权重。

本发明中，根据规划范围网络覆盖率的要求来决定选择优先权重最高的若干个基站组成最终的基站规划方案，基站的优先权重也同样反映了基站的重要程度，所以可以此作为评价基站建站的优先级的标准。

本发明的实质性效果：本发明从基站规划的基本目的(满足网络覆盖率)出发，通过计算每个基站覆盖范围内的网络需求(通过优先权重来定义)，形成最终的基站规划方案，并评估各个基站建设的优先级。由此所作出的规划方案从合理性和可行性上都远远优于之前未经科学论证和分析就得出的基站规划方案，对基站的规划提供了理论依据和可评估的标准，具有一定的前瞻性。

附图说明

图1为本发明的一种整体规划流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

一种td-lte230无线专网电力基站规划方法，如图1所示，包括：

步骤11：统计规划范围内的预选基站并对每个基站进行编号，对规划范围进行栅格划分并对每个栅格编号，i表示基站号，j表示栅格号；

步骤12：计算每个栅格的流量密度；

在此之前，先将规划范围内的网络业务类型划分为n类，所述流量密度为toaj：其中：tc:是c类业务的单终端速率需求；kc：是c类业务的并发系数；nc:是栅格j范围内c类业务的终端数目；s：栅格j的面积。

步骤13：按流量密度的大小将栅格划分为h个等级,每个等级分配相应的权重；

步骤14：选择与栅格j距离最小的f个基站，aj为所述f个基站的集合，通过计算aj中的基站到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站i；

所述集合aj中的基站k到栅格j的功率为pk*lkj，其中k∈aj，pk为基站k的发射功率，lkj表示基站k到栅格j的路径损耗，lkj＝|dkj|^α*l0，其中l0为路径损耗系数，α∈[2,5]，α的取值代表相应的网络场景，dkj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝argmax{pk*lkj},确定栅格j最终落入的基站i。

步骤15：统计基站i覆盖范围内所包含的不同等级的栅格的个数；

步骤16：计算每个基站的优先权重，并按照优先权重对基站进行排序；

所述基站i的优先权重wi＝γ1*ni1+γ2*ni2+…+γh*nih,其中γ1，γ2，…，γh分别表示等级为1,2，…，h的栅格的权重值；ni1，ni2，…，nih分别表示基站i包含的等级为1,2，…，h的栅格的个数；按照优先权重wi由大到小对各基站进行排序。

步骤17：根据规划范围的网络覆盖率结合所述优先权重，确定组成基站规划方案的基站以及基站建设的优先顺序；

所述其中表示前q个基站所包含的栅格数的总和，ni为基站i所包含的栅格总数，ni＝ni1+ni2+…+nih；当网络覆盖率大于规划范围的网络覆盖率阈值时，对应的q个基站组合成基站规划方案并按照q个基站的排序安排基站建设的优先权重。

以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。