室内镜面虚中继布设方法及装置与流程

本发明涉及中继技术领域，尤其涉及一种室内镜面虚中继布设方法及装置。

背景技术

随着第四代移动通信系统(4g)的广泛应用，越来越多的研究人员、运营商、设备商积极关注并推动第五代移动通信的(5g)发展。5g通信以实现gbps的传输速率为目的，基本要求是实现低时延高可靠。5g涉及到的主要技术包括毫米波、大规模mimo、波束成形等。有效利用毫米波中大块未授权的频段(如60ghz)是实现5g高速传输的根本手段，且由于天线尺寸与电磁波波长成正比，毫米波的短波长特性可以有效减小天线阵列尺寸。大规模mimo下的波束成形技术(波束成形技术是天线技术与数字信号处理技术的结合，用于定向信号传输或接收。一般地，波束成形分为模拟域波束成形和数字域波束成形两类。)可产生定向增益，补偿毫米波通信过程中的高路损，同时减少多径干扰及多用户干扰。尽管毫米波大规模天线以及波束成形技术为5g的发展带来重大变革，但毫米波绕射、穿透性差的特性使得通信极易因为遮挡而造成中断。为了对抗遮挡，基于毫米波大规模天线阵的中继技术应运而生。

在gsm系统中，直放站(repeater)是一种简单的中继技术，其仅能用于覆盖范围的提升，对小区容量没有任何贡献；lte-advanced系统中，中继是核心技术之一，其主要作用为：扩大覆盖范围、提高吞吐量、补盲。无线网络中，中继节点引入了对基带信号的处理，由此中继可分为放大转发(af，amplifyandforward)中继与译码转发(df，decodingandforward)中继。传统的中继需要复杂的信令交互实现中继的选择、数据的接收与转发等，同时中继节点对基带信号的处理会带来系统时延的增加和系统吞吐量的损失。作为网络中的节点，传统中继的带宽、时频、功率等的资源分配也是一大难题。

相对于传统中继，虚中继(多为强反射体)利用高频电磁波似光性通过强反射体的一阶、二阶反射来为接收机提供备用通信链路。虚中继克服了传统中继的缺点，但一般反射体会对信号产生大于等于2db的吸收损耗。在不同的应用场景中，虚中继如何布设的问题业界尚无人给出合适的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供一种室内镜面虚中继布设方法及装置，用于解决现有技术中虚中继布置不够合理影响通信的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种室内镜面虚中继布设方法，包括：

获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息；

获取室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；

根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；

对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；

根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，所述布设区域为镜面虚中继的布设位置及大小。

可选地，所述根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域，包括：

根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息；

根据通信区域的空间坐标信息和虚拟发射机的空间坐标信息获得所述通信区域内所有坐标点与各个虚拟发射机的空间坐标点的空间距离；

根据空间距离确定各个坐标点所属于各个虚拟反射面的通信子区域。

可选地，所述根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，包括：

根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息；

根据多边形区域的空间坐标信息和对应的虚拟发射机的空间坐标信息获得所述多边形区域的所有坐标点与虚拟发射机的空间坐标点之间的连线，并获得各个连线在所述虚拟反射面上的相交点，所有相交点形成相交面，所述相交面为所述布设区域。

可选地，当所述侧墙为平面且所述侧墙与所述虚拟反射面重合时，所述布设区域为镜面虚中继，其设置在所述侧墙上。

可选地，还包括：

当所述侧墙呈竖直方向、各个侧墙的底边长度相同，侧墙与虚拟反射面重合，且发射机位于室内中心位置，则获取通信子区域的步骤包括：

根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内地板上的垂直投影点；

根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域；

获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域。

第二方面，本发明实施例提供一种室内镜面虚中继布设装置，包括：

第一获取模块，用于获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息；

第二获取模块，用于获取室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；

划分模块，用于根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；

转换模块，用于对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；

执行模块，用于根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，所述布设区域为镜面虚中继的布设位置及大小。

可选地，所述划分模块具体用于：

根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息；

根据通信区域的空间坐标信息和虚拟发射机的空间坐标信息获得所述通信区域内所有坐标点与各个虚拟发射机的空间坐标点的空间距离；

根据空间距离确定各个坐标点所属于各个虚拟反射面的通信子区域。

可选地，所述执行模块具体用于：

根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息；

根据多边形区域的空间坐标信息和对应的虚拟发射机的空间坐标信息获得所述多边形区域的所有坐标点与虚拟发射机的空间坐标点之间的连线，并获得各个连线在所述虚拟反射面上的相交点，所有相交点形成相交面，所述相交面为所述布设区域。

可选地，当所述侧墙为平面且所述侧墙与所述虚拟反射面重合时，所述布设区域为镜面虚中继，其设置在所述侧墙上。

可选地，当所述侧墙呈竖直方向、各个侧墙的底边长度相同，侧墙与虚拟反射面重合，且发射机位于室内中心位置，则所述划分模块具体用于：

根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内地板上的垂直投影点；

根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域；

获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的一种室内镜面虚中继布设方法及装置，通过获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息、室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，从而确定室内虚中继的布设位置及大小，便于在室内精确布设，提高用户的接收信噪比，使通信中断概率大大降低。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的室内镜面虚中继布设方法的流程示意图；

图2为室内布设镜面虚中继提供通信链路的示意图；

图3为本发明一实施例提供的室内虚中继布置场景示意图；

图4为本发明一实施例提供的室内镜面虚中继布设方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的室内镜面虚中继布设方法的场景示意图；

图6为本发明一实施例提供的室内镜面虚中继布设装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本发明一实施例提供一种室内镜面虚中继布设方法，包括：

s11、获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息。

s12、获取室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；

s13、根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；

s14、对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；

s15、根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，所述布设区域为镜面虚中继的布设位置及大小。

针对上述步骤，需要说明的是，在本发明实施例中，如图2所示为室内布设镜面虚中继提供通信链路的示意图，虚中继多为强反射体，其利用高频电磁波似光性通过强反射体的一阶、二阶反射来为接收机提供备用通信链路。在本发明实施例中，以镜面作为虚拟中继，因为强反射体作虚中继时会有2db以上的吸收损耗，而镜面作虚中继吸收损耗为0。

在室内空间内布设虚中继，碍于室内障碍物对信号的遮挡，采用短距离、多镜面和侧墙壁的布设原则完成室内虚中继的布设。在布设过程中，无法在现场对虚中继(镜面)位置和方向作出精确设定。因此，本申请基于对数据的整体分析确定虚中继在室内的精确位置和方向。

由于是在室内空间内布设虚中继，因此，需要预设一个原点，采用空间扫描技术获得到室内各空间点相对原点的空间坐标信息。因此，对于整个室内空间，需得到侧墙、地板、天花板各面以及各面所围区域空间的坐标信息。

在本发明实施例中，室内发射机需实现设定在室内的一个位置点上，并获取该发射机(接入点ap或基站bs)的空间坐标信息。在室内，接收机(用户设备ue)设定的活动范围作为通信区域，获取通信区域的空间坐标信息。在一般情况下，以通信区域位于地板上的坐标点的坐标信息作为通信区域的空间坐标信息。

在现实中，室内空间的格局有很多种，如侧墙倾斜、侧墙存在弧度等，为了更好的对虚中继进行布设，可在室内空间坐标体系中虚设一虚拟反射面，该虚拟反射面一般可为垂直方向或一定角度上的反射面，以其作为虚拟侧墙先进行布设。

若虚拟反射面为垂直方向，侧墙存在弧度，则通过本申请所述布设方法在虚拟反射面上得到所布设镜面的位置及大小，则在现实过程中遵循所求得的镜面位置和大小设置镜面，该镜面与侧墙分开。

若虚拟反射面为垂直方向或具有一定倾斜角度，则通过本申请所述布设方法在虚拟反射面上得到所布设镜面的位置及大小，则在显示过程中做虚拟反射面与侧墙重叠，则直接在侧墙上放置镜面。

在本发明实施例中，根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域的步骤可包括：

s131、根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息；

s132、根据通信区域的空间坐标信息和虚拟发射机的空间坐标信息获得所述通信区域内所有坐标点与各个虚拟发射机的空间坐标点的空间距离；

s133、根据空间距离确定各个坐标点所属于各个虚拟反射面的通信子区域。

针对上述步骤s131-步骤s133，需要说明的是，由于镜面具有对称特点，因此，系统根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息。

由于本申请采用短距离的布设原则，故系统需根据通信区域的空间坐标信息和虚拟发射机的空间坐标信息获得所述通信区域内所有坐标点与各个虚拟发射机的空间坐标点的空间距离。判断某一空间坐标点到达虚拟发射机的空间坐标点的空间距离最小，则将该空间坐标点归属为对应虚拟反射面的通信子区域中的一个空间坐标点。当通信区域中的所有空间坐标点均划分完毕后，可获得通信子区域。

对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息。对某一个区域进行多边形近似，尽可能使得多边形的区域面积接近通信子区域的面积，这种多边形近似处理过程是较成熟的技术，在此不再赘述。

在本发明实施例中，根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域的步骤可包括：

s151、根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息；

s152、根据多边形区域的空间坐标信息和对应的虚拟发射机的空间坐标信息获得所述多边形区域的所有坐标点与虚拟发射机的空间坐标点之间的连线，并获得各个连线在所述虚拟反射面上的相交点，所有相交点形成相交面，所述相交面为所述布设区域。

针对上述步骤s151和步骤s152，需要说明的是，根据各个虚拟反射面的空间坐标信息和发射机的空间坐标信息获得所述发射机以各个虚拟反射面为对称面的虚拟发射机的空间坐标信息。根据多边形区域的空间坐标信息和对应的虚拟发射机的空间坐标信息获得所述多边形区域的所有坐标点与虚拟发射机的空间坐标点之间的连线，并获得各个连线在所述虚拟反射面上的相交点，所有相交点形成相交面，所述相交面为所述布设区域。该相交面的形状大小、位置均会被确定，从而得到布设区域(镜面)的布设位置及大小。

如图3所示，图中tx为发射机，tx’为发射机关于镜面的镜像点，rx为接收机，图中虚线框为多边形区域，mirror是镜面虚中继。从图3中可以形象的看出上述步骤s151和步骤s152的处理过程。

本发明实施例提供的一种室内镜面虚中继布设方法，通过获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息、室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，从而确定室内虚中继的位置及大小，便于在室内精确布设，提高用户的接收信噪比，使通信中断概率大大降低。

图4示出了本发明一实施例提供的室内镜面虚中继布设方法，该方法所适用的场景是侧墙呈竖直方向、各个侧墙的底边长度相同，侧墙与虚拟反射面重合，且发射机位于室内中心位置。对此本方法包括：

s21、获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息。

s22、获取室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；

s23、根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内地板上的垂直投影点，根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域，获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域；

s24、对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；

s25、根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，所述布设区域为镜面虚中继。

针对本实施例上述步骤，需要说明的是，步骤s21、s22、s24、s25与上述实施例步骤s11、s12、s14、s15的原理相同，在此不再赘述。

针对步骤s23，需要说明的是，如图5所示，图5中室内格局是等边五边形，图5中虚线圆圈为通信区域，根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内的投影点，根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域，获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，如图中的1、2、3、4、5，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域。

从图5中可以看出，对通信子区域进行多边形近似，得到多边形，再根据多边形得到如图中的镜面虚中继。图5中mirror为虚中继。

本发明实施例提供的一种室内镜面虚中继布设方法，通过获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息、室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内的投影点，根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域，获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域；对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，从而确定室内虚中继的位置及大小，便于在室内精确布设，提高用户的接收信噪比，使通信中断概率大大降低。

图6示出了本发明一实施例提供的一种室内镜面虚中继布设装置，包括第一获取模块31、第二获取模块32、划分模块33、转换模块34和执行模块35，其中：

第一获取模块31，用于获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息；

第二获取模块32，用于获取室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；

划分模块33，用于根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；

转换模块34，用于对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；

执行模块35，用于根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，所述布设区域为镜面虚中继的布设位置及大小。

由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardwareprocessor)来实现相关功能模块。

本发明实施例提供的一种室内镜面虚中继布设装置，通过获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息、室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和通信区域的空间坐标信息将所述通信区域分割成所属各个虚拟反射面的通信子区域；对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，从而确定室内虚中继的位置及大小，便于在室内精确布设，提高用户的接收信噪比，使通信中断概率大大降低。

本发明一实施例提供的一种室内镜面虚中继布设装置，该装置所适用的场景是侧墙呈竖直方向、各个侧墙的底边长度相同，侧墙与虚拟反射面重合，且发射机位于室内中心位置。对此本装置包括第一获取模块、第二获取模块、划分模块、转换模块和执行模块，其中：

第一获取模块，用于获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息。

第二获取模块，用于获取室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；

划分模块，用于根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内地板上的垂直投影点，根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域，获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域；

转换模块，用于对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；

执行模块，用于根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，所述布设区域为镜面虚中继的布设位置及大小。

由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardwareprocessor)来实现相关功能模块。

本发明实施例提供的一种室内镜面虚中继布设方法，通过获取室内对应各个侧墙预设的虚拟反射面的空间坐标信息、室内预置发射机的空间坐标信息，以及预设的接收机位于室内通信区域的空间坐标信息；根据发射机的空间坐标信息获取发射机在室内的投影点，根据所述投影点和相邻侧墙底边相交点获得两点之间连线，所述连线将室内区域分为室内子区域，获取室内子区域与所述通信区域之间的相交区域，所述相交区域为对应侧墙的通信子区域；对各个通信子区域进行多边形近似，获得每个通信子区域内的多边形区域，并获得多边形区域的空间坐标信息；根据虚拟反射面的空间坐标信息、发射机的空间坐标信息和多边形区域的空间坐标信息获得位于所述虚拟反射面上的布设区域，从而确定室内虚中继的位置及大小，便于在室内精确布设，提高用户的接收信噪比，使通信中断概率大大降低。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。