专利名称：一种网络状态的仿真方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种网络状态的仿真方法及设备。
背景技术：
对实际场景区域的网络状态仿真的仿真结果是网络规划的重要参考依据，因此， 真实地反映实际场景区域下的网络状态显得尤为重要。考虑到实际场景区域中，不同的地物、地形、地貌等地理状态对网络的无线传播环境和有效覆盖区域有较大影响，因此，在进行网络状态仿真时，可以将待仿真区域按照不同的地理信息划分为多个两两不相交的无线场景子区域，如按照话务量高低，将10平方公里的实际场景区域划分为人口密集城区和人口稀疏郊区这两个子区域，并分别为不同的子区域设置仿真参数，如为人口密集城区的子区域设置的建筑物穿透损耗参数大于为人口稀疏郊区的子区域设置的建筑物穿透损耗参数。在确定待仿真区域、划分得到的子区域以及为各子区域设置的仿真参数后，就可以对该带仿真区域的网络状态进行仿真操作，具体操作过程是第一步，在栅格地图中表示待仿真区域，以及划分出的各子区域。将待仿真区域通过栅格地图表示时，需要在栅格地图中表示该待仿真区域的外接矩形，这是因为待仿真区域的形状各异，在仿真过程中，统一取其外接矩形作为仿真区域， 在仿真结束后，经过剪裁仍能得到待仿真区域的仿真结果。如图1所示，其中实线的不规则区域为待仿真区域以及其中的子区域1、子区域2和子区域3，待仿真区域外的虚线矩形区域为待仿真区域的外接矩形。第二步，确定栅格地图中每一栅格在地图中所在的子区域。在本步骤中，可以按照从左至右、从上至下的顺序遍历外接矩形中的每一个栅格， 然后根据该栅格中心点的坐标，与栅格地图中的各子区域进行空间位置判断，来确定栅格所在的子区域。在图1所示的栅格地图中，为了方便描述虚线表示的栅格，在外接矩形中设置的栅格数量远远小于实际仿真中的栅格数量。第三步，确定栅格所在子区域的仿真参数，并利用该仿真参数对该栅格所表示区域内的网络状态进行仿真。在本步骤中，若栅格地图中的每一栅格表示20mX20m的区域，则利用该栅格所在子区域的仿真参数，可以得到该栅格表示的0. 04平方公里内的网络状态仿真结果。第四步，根据得到的外接矩形中每一栅格所表示区域的仿真结果，得到待仿真区域的网络状态仿真结果。在上述仿真操作中，利用每一栅格所在的子区域的仿真参数对栅格所表示区域的网络状态进行仿真，可以准确地仿真出待仿真区域的网络状态。但是，在实际的仿真操作中，若使用20mX20m的栅格地图(即每一栅格表示0.004 平方公里)，而待仿真区域面积很大，如达到上千平方公里，则待仿真区域的外接矩形在栅格地图中有数十万计的栅格，若是使用5mX5m的栅格地图，则待仿真区域的外接矩形在栅格地图中有数百万甚至上千万的栅格。如果每个栅格都要与栅格地图中的子区域进行空间位置判断来确定栅格所在的子区域，则在计算机仿真时，需要耗费大量的系统资源来确定各栅格所在的子区域，进而确定对栅格所表示区域进行仿真时使用的仿真参数，大大降低了仿真效率。
发明内容
本发明实施例提供一种网络状态的仿真方法及设备，用以解决现有技术中存在的利用栅格地图对待仿真区域的网络状态进行仿真时，需要遍历所有栅格的空间关系来确定仿真参数导致仿真效率低的问题。一种网络状态的仿真方法，所述方法包括将栅格地图中待仿真区域的外接矩形分割为多部分；针对分割得到的每一部分执行以下操作确定位于该部分的待仿真区域的子区域，并确定每一子区域位于该部分内的面积与该部分面积的比值；判断是否存在大于上限值的比值，若存在，则将大于上限值的比值对应子区域的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，进一步判断确定的每一比值是否都小于下限值，若是，则将默认的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，将该部分再次分割为多部分，并针对再次分割后的每一部分，重复执行所述操作；利用栅格的仿真参数，对栅格所表示区域内的网络状态进行仿真。一种网络状态仿真设备，所述设备包括第一分割模块，用于将栅格地图中待仿真区域的外接矩形分割为多部分；计算模块，用于针对分割得到的每一部分，确定位于该部分的待仿真区域的子区域，并确定每一子区域位于该部分内的面积与该部分面积的比值；第一判断模块，用于判断是否若存在大于上限值的比值，若存在，则将大于上限值的比值对应子区域的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则， 触发第二判断模块；第二判断模块，用于判断确定的每一比值是否都小于下限值，若是，则将默认的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，触发第二分割模块；第二分割模块，用于将该部分再次分割为多部分，并针对再次分割后的每一部分， 触发计算模块；仿真模块，用于利用栅格的仿真参数，对栅格所表示区域内的网络状态进行仿真。本发明实施例将待仿真区域在栅格地图中的外接矩形按递归方式不断进行分割， 直至分割的部分后有占主导地位的子区域，或是分割部分中所有子区域对该部分影响很小时，将占主导地位的子区域的仿真参数作为所在部分的栅格使用的仿真参数，或是所在部分的栅格使用默认的仿真参数，由于本发明实施例采用递归分割方法区域性地确定栅格所使用的仿真参数，相对于遍历所有栅格的判断方式，大大减少了计算次数，提高了仿真效率。
图1为栅格地图中待仿真区域以及其外接矩形示意图；图2为本发明实施例一中网络状态的仿真方法示意图；图3 (a)和图3 (b)为外接矩形分割示意图；图4为图3(a)的部分4再次被分割后的示意图；图5为本发明实施例二中的网络状态仿真设备结构示意图。
具体实施例方式为了提高对待仿真区域的网络状态的仿真效率，快速确定待仿真区域所在栅格地图中各栅格所在子区域的仿真参数，本发明实施例提出一种新的网络状态仿真方案，将待仿真区域在栅格地图中的外接矩形按递归方式不断进行分割，针对分割后的各部分，直至确定其中占主导地位的子区域，并将占主导地位的子区域的仿真参数作为所在部分的栅格使用的仿真参数，或者，若没有占主导地位的子区域，且子区域对所在部分几乎没有影响的情况下，让所在部分的栅格使用默认的仿真参数。由于本发明方案中是对栅格地图中一部分区域中的所有栅格的仿真参数进行确定，克服了现有技术中针对每一栅格分别确定所在子区域以及仿真参数导致系统资源占用量大的问题。下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细说明。本发明各实施例中对外接矩形进行分割和在递归操作时对外接矩形的部分进行分割时采用的分割方式相同，具体的分割方式可以为等分，也可以为不等分。本发明实施例一以等分的方式为例对本发明方案进行说明。实施例一如图2所示，为本发明实施例一中网络状态的仿真方法示意图，所述方法包括以下步骤步骤101 将栅格地图中待仿真区域的外接矩形等分为多部分。在本步骤执行之前，将待仿真区域显示在栅格地图中，并按照待仿真区域不同的地理信息，将待仿真区域划分为多个两两不相交的子区域，在栅格地图中也显示各子区域。由于每一子区域表示一定的地理环境，如人口密集城区、人口稀疏郊区、森林、草原等不同场景，而不同地理环境中网络信号的各项参数也不同，因此，需要根据不同的地理环境为每个子区域分别设置仿真参数。在栅格地图中显示待仿真区域以及划分后的子区域后，在栅格地图中确定该待仿真区域的外接矩形，具体做法是首先，确定待仿真区域在栅格地图的经度方向上的边缘两点，即图1中的A、B两点，并确定纬度方向上的边缘两点，即图1中的C、D两点。然后，确定精度方向上分别经过A、B两点的两条直线，以及纬度方向上分别经过 C、D两点的两条直线，这四条直线相交得到待仿真区域的外接矩形。在本步骤中，可以对外接矩形按照多种方式进行分割，分割后的每一部分面积相等即可。例如图3(a)所示的从外接矩形中心点沿经、纬方向将外接矩形等分为4部分，或是按照图3(b)所示，将外接矩形等分为2部分。
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针对等分得到的每一部分，分别执行以下操作步骤102 确定位于该部分的待仿真区域的子区域。假设本步骤中，外接矩形按照图3(a)所示的方式进行等分，得到部分1(左上部分)、部分2 (左下部分)、部分3 (右上部分)和部分4 (右下部分)。在本步骤中，需要对等分后得到的4部分中的每一部分确定其中的子区域。仍以图3(a)为例，位于部分1中的子区域为子区域1和子区域2的一部分，部分2不包含子区域，位于部分3中的子区域为子区域2的另一部分，位于部分4中的子区域为子区域3。步骤103 确定每一子区域位于该部分内的面积与该部分面积的比值。仍以图3(a)为例进行说明，子区域1和子区域2的一部分位于部分1中，在本步骤中需要分别确定子区域1的面积和部分1的面积的比值，以及子区域2位于部分1中的面积与部分1面积的比值。针对部分3和部分4的做法与部分1相同。特殊地，部分2中不包含子区域，则可以看作部分2内子区域的面积为0，得到的比值也为0。步骤104 判断是否若存在大于上限值的比值，若存在，则执行步骤105，否则，执行步骤106。在本步骤中，假设子区域1在部分1中的面积与部分1的面积之比大于上限值，则可以认为子区域1是部分1中占主导地位的子区域，因此，部分1中的所有栅格都可以采用子区域1的仿真参数。假设子区域2是部分3中占主导地位的子区域，则部分3中的所有栅格都可以采用子区域2的仿真参数。假设部分4中子区域3没有占主导地位，则部分4需要继续执行步骤106。假设部分2中也没有占主导地位的子区域，则部分2也需要继续执行步骤106。步骤105 将大于上限值的比值对应子区域的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数，并跳转至步骤110。步骤106 判断确定的每一比值是否都小于下限值，若是，则执行步骤107 ；否则， 执行步骤108。在本步骤中，如果某一部分中所有子区域所占的面积都很小，对该部分几乎没有影响，则可以将默认的仿真参数作为该部分的所有栅格的仿真参数。仍以图3(a)所示的情况为例，假设子区域1的面积与部分1的面积之比大于上限值，但子区域2在部分1中的面积与部分1的面积之比小于下限值，但由于不是所有的子区域对部分1的影响都很小，因此，部分1中的栅格按照步骤105采用仿真参数，而不能按照步骤107采用仿真参数。部分2中没有子区域，可以看作部分2中子区域的面积为0，因此，部分2中的栅格采用默认的仿真参数。步骤107 将默认的仿真参数作为位于该部分的所有栅格的仿真参数，并跳转至步骤110。步骤108 判断是否存在包含的栅格的仿真参数未确定的部分，若是，则执行步骤 109 ；否则，跳转至步骤110。通过步骤104和步骤106的筛选，图3 (a)中的部分1、部分2和部分3的栅格已确定使用的仿真参数，只有部分4既不满足步骤104的条件也不满足步骤106的条件，因此， 需要对部分4执行步骤109。步骤109 将栅格的仿真参数未确定的部分再次等分为多部分，并根据再次等分得到的多部分跳转至步骤102。仍以图3 (a)所示的情况为例，对部分4再次等分，本步骤的等分方式与步骤101 中的等分方式相同，如图4所示，部分4被等分为4部分，分别为部分4_1、部分4_2，部分 4_3和部分4_4，这4个部分分别重新执行步骤102 步骤109，直至确定每一部分有占主导地位的子区域或是部分内的子区域对该部分几乎没有影响时，按照步骤105或步骤107的方式为部分内的所有栅格确定采用的仿真参数。步骤110 利用栅格的仿真参数，对栅格所表示区域内的网络状态进行仿真。通过本发明实施例一的步骤101 步骤110的方案，通过递归算法将待仿真区域的外接矩形不断等分，直至得到该部分中占主导地位的子区域或是确定子区域对该部分的影响几乎为零，如果存在占主导地位的子区域，则将该子区域的仿真参数作为所在部分的所有栅格采用的仿真参数，如果该部分内的子区域几乎没有影响，则该部分的所有栅格采用默认的仿真参数。由于本发明实施例通过分片确定栅格采用的仿真参数，相对于现有技术针对每个栅格分别确定采用的仿真参数的方式，可以减少空间查询判断次数，降低对系统资源的大量占用，有效提高了仿真效率。本发明实施例一中涉及的上限值和下限值可以通过以下方式确定1、确定上限值所述上限值可以是根据经验值确定的表示占主导地位的子区域与所在部分的面积之比，如90%。所述上限值还可以根据子区域的面积之和与外接矩形的面积之比来确定，具体方式为首先，确定栅格地图中所有子区域的面积之和与外接矩形面积的比值，其计算公式如公式(1)所示
η
剛ρ =逆⑴
S其中Ρ表示子区域的面积之和与外接矩形面积的比值表示各子区域的面积， 待仿真区域中共有η个子区域；S表示外接矩形的面积。然后，将P与预先设定的第一门限值进行比较，该第一门限值可以根据经验值确定，如第一门限值为90%。最后，若P大于第一门限值，如P为93%，则将P作为上限值；否则，将第一门限值作为上限值。2、确定下限值所述下限值可以是根据经验值确定的表示子区域对所在部分几乎没有影响的面积比值，如5%。所述下限值还可以根据子区域的面积之和与外接矩形的面积之比来确定，具体方式为
首先，确定栅格地图中外接矩形与所有子区域的面积之和的差值，并确定该差值与外接矩形面积的比值，其计算公式如公式(2)所示
权利要求
1.一种网络状态的仿真方法，其特征在于，所述方法包括 将栅格地图中待仿真区域的外接矩形分割为多部分； 针对分割得到的每一部分执行以下操作确定位于该部分的待仿真区域的子区域，并确定每一子区域位于该部分内的面积与该部分面积的比值；判断是否存在大于上限值的比值，若存在，则将大于上限值的比值对应子区域的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，进一步判断确定的每一比值是否都小于下限值，若是，则将默认的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，将该部分再次分割为多部分，并针对再次分割后的每一部分，重复执行所述操作；利用栅格的仿真参数，对栅格所表示区域内的网络状态进行仿真。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将栅格地图中待仿真区域的外接矩形分割为多部分之前，所述方法还包括将所述待仿真区域按照不同的地理信息划分为多个子区域，并为每个子区域设置仿真参数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定所述上限值确定栅格地图中所有子区域的面积之和与外接矩形面积的比值，若该比值大于预先设定的第一门限值，则将该比值作为上限值；否则，将所述第一门限值作为上限值； 通过以下方式确定所述下限值确定栅格地图中外接矩形面积与所有子区域的面积之和的差值，并确定该差值与外接矩形面积的比值，若该比值小于预先设定的第二门限值，则将该比值作为下限值；否则，将所述第二门限值作为下限值；其中第一门限值大于第二门限值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若存在不包含子区域的部分，则将默认的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每次分割操作所采用的分割方式相同。
6.一种网络状态仿真设备，其特征在于，所述设备包括第一分割模块，用于将栅格地图中待仿真区域的外接矩形分割为多部分； 计算模块，用于针对分割得到的每一部分，确定位于该部分的待仿真区域的子区域，并确定每一子区域位于该部分内的面积与该部分面积的比值；第一判断模块，用于判断是否若存在大于上限值的比值，若存在，则将大于上限值的比值对应子区域的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，触发第二判断模块；第二判断模块，用于判断确定的每一比值是否都小于下限值，若是，则将默认的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数；否则，触发第二分割模块；第二分割模块，用于将该部分再次分割为多部分，并针对再次分割后的每一部分，触发计算模块；仿真模块，用于利用栅格的仿真参数，对栅格所表示区域内的网络状态进行仿真。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括区域划分模块，用于将所述待仿真区域按照不同的地理信息划分为多个子区域；参数设置模块，用于为每个子区域设置仿真参数。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括上限值确定模块，用于确定栅格地图中所有子区域的面积之和与外接矩形面积的比值，若该比值大于预先设定的第一门限值，则将该比值作为上限值；否则，将所述第一门限值作为上限值；下限值确定模块，用于确定栅格地图中外接矩形面积与所有子区域的面积之和的差值，并确定该差值与外接矩形面积的比值，若该比值小于预先设定的第二门限值，则将该比值作为下限值；否则，将所述第二门限值作为下限值。
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第二判断模块，还用于若存在不包含子区域的部分，则将默认的仿真参数作为栅格地图中位于该部分的所有栅格的仿真参数。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，第一分割模块和第二分割模块所采用的分割方式相同。
全文摘要
本发明公开了一种网络状态的仿真方法及设备，主要内容包括将待仿真区域在栅格地图中的外接矩形按递归方式不断进行分割，直至分割的部分后有占主导地位的子区域，或是分割部分中所有子区域对该部分影响很小时，将占主导地位的子区域的仿真参数作为所在部分的栅格使用的仿真参数，或是所在部分的栅格使用默认的仿真参数。由于本发明实施例采用递归分割方法区域性地确定栅格所使用的仿真参数，相对于遍历所有栅格的判断方式，大大减少了计算次数，提高了仿真效率。
文档编号G06F17/50GK102542084SQ201010601578
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者李楠, 陈燕雷, 韩云波, 高鹏 申请人:中国移动通信集团设计院有限公司