基于多基站协作的无线通信传输系统及方法与流程

1.本发明涉及无线通信传输技术领域，具体为基于多基站协作的无线通信传输系统及方法。


背景技术：

2.目前，随着城市通信网络的建设，一些距今建立时间久远的基站可能已经无法适应当下通信网络的应用，还有在省份的边界范围内会存在通信基站无法像城市边界一样可以分的很明确，所以不管是城市发展建设带来的问题还是省份的边界处产生相邻省份之间基站不合理的问题，均可能会产生覆盖小区的重叠问题；当基站的覆盖范围产生重叠时，往往会对基站信号覆盖范围内的用户造成使用感的影响甚至经济损失，而且通常基站出现类似的问题是通过用户长时间受到影响后的反馈，缺少基站对运作异常判断的主动性；除此之外，由于基站覆盖范围内用户的数据庞大，且影响用户通信的原因众多，难以有效判断出用户产生通信异常的原因是否为监测区域内基站信号的重叠覆盖。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供基于多基站协作的无线通信传输系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于多基站协作的无线通信传输方法，包括以下步骤：
5.步骤s1：获取监测区域内注册登录通信软件终端的用户位置和用户数据，用户位置是指通信软件终端在监测周期内完成检测时的通信位置，用户数据是指在通信软件终端输出的通信指标结果，通信指标结果包括通信质量小于标准值时的第一指标判定结果和通信质量大于等于标准值时的第二指标判定结果；监测区域内存在m个基站，m为大于1的正整数；
6.步骤s2：提取通信指标结果为通信质量小于标准值时的第一指标判定结果对应的用户为待分析目标用户，获取待分析目标用户对应的用户位置，并输出用户位置为待分析目标位置；分析待分析目标位置是为了确定在存在多个基站的监测区域内用户通信异常的参考数据，因为通信异常的参考数据可能是因为监测区域内多个基站影响导致的通信异常问题，也有可能是因为其他原因造成的通信异常问题，而这里待分析目标位置及其对应的用户是作为分析何种异常原因的数据依据；
7.步骤s3：判断通信软件终端在监测周期内开始检测时，监测区域内基站的覆盖区域是否存在重叠覆盖的范围，当不存在重叠覆盖范围时，传输第一预警信号给待分析目标用户的通信软件终端；当存在重叠覆盖范围时，基于历史数据分析重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，并进行实时选择预警。
8.分析监测区域内是否存在重叠覆盖的区域范围是因为本系统要确定用户通信异常的原因，当没有重叠覆盖范围时，则可表明监测区域内用户此次的通信异常与基站的重
叠覆盖是没有关系的，当存在重叠范围时则说明用户的通信异常可能是与基站重叠相关联的，所以需要后续分析与待分析目标位置的关系且确定衡量因素和判断指标，从而对基站重叠覆盖影响用户通信这种情况进行预警。且在用户的通信软件终端开始检测时进行基站覆盖区域的重叠覆盖范围的判断缩短了用户检测与基站传输信号的时间长度，提高了基站重叠覆盖范围分析对应用户检测数据的真实性和有效性。
9.进一步的，分析重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，包括以下步骤：
10.步骤s31：设置监测区域内的重叠覆盖范围为目标警示区域，标记检测目标警示区域内的待分析目标用户为第一区分用户，获取第一区分用户在监测区域内相邻间隔频率下的历史数据，历史数据包括历史用户位置和历史用户数据；
11.步骤s32：设置第一区分用户的历史用户数据为第一指标判定结果且当前判断存在重叠覆盖范围为第一条件，获取满足第一条件对应的历史用户位置为第一区分位置，记录第一区分位置属于位置获取时目标警示区域内的次数n1，以及存在目标警示区域时第一区分位置获取的总次数n0；利用公式：
[0012][0013]
计算监测区域内用户的稳定度r，n1/n0越大表示用户在通信产生异常时状态的稳定性越好，即用户通信产生异常状态与基站重叠覆盖范围的关联性越大，其他因素的影响越小，则这类用户的数据在基站重叠覆盖范围对用户的影响中更具有说服力和有效性；其中a1表示n1/n0对应的参考系数，e1表示用户在目标警示区域内记录用户历史数据为第二指标判定结果对应的比例一，e2表示用户不在目标警示区域内记录用户历史数据为第二指标判定结果对应的比例二，e0表示监测区域内所有用户历史数据中的比例一与比例二绝对值差值的均值；|e1-e2|/e0越小表明用户的通信异常与基站的重叠覆盖范围影响越小，即意为用户的通信异常没有具体的规律性，也说明这类用户与其他用户的数据差异性较为明显，降低了数据的可分析性。
[0014]
步骤s33：设置稳定度阈值r0，剔除监测区域内稳定度r小于稳定度阈值r0的用户数据，并标定剩余的用户为靶向用户。
[0015]
进一步的，分析重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，还包括以下步骤：
[0016]
获取第i次存在目标警示区域检测时的靶向用户的个数ai1和监测区域内通信软件终端进行检测的总人数ai0，以及目标警示区域的面积大小si1和监测区域的面积大小si0，i小于等于k，k表示监测周期内通信软件终端进行检测且存在目标警示区域的总次数；
[0017]
构建靶向用户的序列对(qi，wi)，qi表示第i次检测对应监测区域内的靶向比例差异指数，其中qi＝ai1/ai0-ai2/ai0，ai2表示第i次检测用户位置不属于目标警示区域中通信指标结果为第一指标判定结果的用户个数；
[0018]
wi表示第i次检测对应检测区域内目标警示区域的面积比例，wi＝si1/si0；
[0019]
基于k组序列对，按照以面积比例为横坐标、靶向比例差异指数为纵坐标构成的序列点进行曲线拟合，提取横坐标对应最大值和最小值的序列点进行连线构成标定曲线，且横坐标的最大值对应的纵坐标大于横坐标的最小值对应的纵坐标，获取拟合曲线上的序列点与标定曲线的直线距离差值，获取直线距离差值小于等于差值阈值的序列点的个数f1以及所有序列点个数k，计算拟合比值d＝f1/k；
[0020]
设定拟合比值阈值d0，若拟合比值d大于等于拟合比值阈值d0，则输出重叠覆盖范围与待分析目标位置存在第一关联信号，第一关联表示重叠覆盖范围的变化对待分析目标位置的数量存在规律性影响。
[0021]
进一步的，进行实时选择预警包括以下步骤：
[0022]
判断实时分析的检监测区域内是否传输第一关联信号，当存在第一关联信号时，或者实时监测目标警示区域的面积对应的实际靶向比例差异指数与拟合曲线上目标警示区域的面积对应的理想靶向比例差异指数的差值小于等于差值阈值时，传输预警信号给通信软件终端设备并提醒用户设备通信异常原因为基站存在重叠覆盖区域的影响。因为当存在第一关联信号时，说明实时监测到的用户数据是满足上述分析的拟合曲线的，即本次检测情况下用户通信数据的异常原因是由多基站间产生重叠覆盖区域造成的；拟合曲线表明基站的重叠覆盖范围对用户造成的影响存在关联性。
[0023]
进一步的，判断监测区域内基站的覆盖区域是否存在重叠覆盖的范围，包括以下步骤：
[0024]
重叠覆盖的范围是指主服务小区的信号强度相差小于6dbm的小区数大于3时所影响的区域，小区数包含主服务小区。
[0025]
除此之外往往这类问题的发现是通过用户的主动反馈且在此时就已经对众多用户造成了损失；而本发明基于历史数据分析的关于重叠覆盖范围的特征判断对用户在尽可能小损失的前提下进行预警分析，不仅缩短了分析时长，还降低了用户主动反馈异常进而推动基站重叠覆盖问题的维护这个历史习惯中所涉及的人为不确定性的影响。
[0026]
基于多基站协作的无线通信传输系统，其特征在于，包括终端数据获取模块、通信指标结果分析模块、待分析目标用户确定模块、待分析目标位置确定模块、位置关系分析模块和预警响应模块；
[0027]
终端数据获取模块用于获取监测区域内注册登录通信软件终端的用户位置和用户数据，用户位置是指通信软件终端在监测周期内完成检测时的通信位置；
[0028]
通信指标结果分析模块用于分析在通信软件终端输出的通信指标结果，通信指标结果包括通信质量小于标准值时的第一指标判定结果和通信质量大于等于标准值时的第二指标判定结果；
[0029]
待分析目标用户确定模块用于提取通信指标结果为通信质量小于标准值时的第一指标判定结果对应的用户为待分析目标用户；
[0030]
待分析目标位置确定模块用于获取待分析目标用户对应的用户位置，并输出用户位置为待分析目标位置；
[0031]
位置关系分析模块用于分析通信软件终端在监测周期内开始检测时，监测区域内基站的覆盖区域是否存在重叠覆盖的范围，以及重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，并输出对应信号；
[0032]
预警响应模块用于接收位置关系分析模块的信号进行预警。
[0033]
进一步的，位置关系分析模块包括目标警示区域确定单元、第一区分用户获取单元、稳定度计算单元和靶向用户提取单元；
[0034]
目标警示区域确定单元用于设置监测区域内的重叠覆盖范围为目标警示区域；
[0035]
第一区分用户获取单元用于标记检测目标警示区域内的待分析目标用户为第一
区分用户；
[0036]
稳定度计算单元用于基于第一区分用户的历史数据以及设置第一条件计算分析稳定度；
[0037]
靶向用户提取单元用于基于设置的稳定度阈值与监测区域内稳定度的大小关系进行用户的剔除，并输出剩余的用户为靶向用户。
[0038]
进一步的，位置关系分析模块还包括序列对构建单元、拟合曲线绘制单元、拟合比值计算单元和关联信号输出单元；
[0039]
序列对构建单元用于获取靶向用户的监测区域的比例数据和目标警示区域的面积比例数据来构建序列对；
[0040]
拟合曲线绘制单元用于基于不同次检测数据获取的序列对来构建拟合曲线；
[0041]
拟合比值计算单元用于基于拟合曲线绘制单元的数据与设定标定曲线上序列点关系分析拟合比值；
[0042]
关联信号输出单元用于基于拟合比值与拟合比值阈值的大小关系输出关联信号。
[0043]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对监测区域内登陆通信软件终端的用户位置数据和检测数据进行获取，判断用户与实时分析出的基站重叠覆盖范围的关联关系，且在用户的分析中根据用户的历史数据提取稳定性较强的靶向用户，提高了对重叠覆盖范围与靶向用户动态关联的可分析性和数据基础依据可循性；除此之外，本发明基于历史数据分析的关于重叠覆盖范围的特征判断对用户在尽可能小损失的前提下进行预警分析，不仅缩短了分析时长，还降低了用户主动反馈异常进而推动基站重叠覆盖问题的维护这个历史习惯中所涉及的人为不确定性的影响，提高了系统分析对于基站信号预警的主动性，且基于系统分析区域内与重叠覆盖区域相关联的用户数据，可以有效的判断出用户产生通信异常的原因是否为监测区域内基站信号的重叠覆盖。
附图说明
[0044]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0045]
图1是本发明基于多基站协作的无线通信传输系统的结构示意图。
具体实施方式
[0046]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
请参阅图1，本发明提供技术方案：基于多基站协作的无线通信传输方法，包括以下步骤：
[0048]
步骤s1：获取监测区域内注册登录通信软件终端的用户位置和用户数据，用户位置是指通信软件终端在监测周期内完成检测时的通信位置，用户数据是指在通信软件终端输出的通信指标结果，通信指标结果包括通信质量小于标准值时的第一指标判定结果和通信质量大于等于标准值时的第二指标判定结果；监测区域内存在m个基站，m为大于1的正整
数；
[0049]
用户位置表明用户在使用软件终端如进行通信测速完成时所处的位置；通信软件终端是所有可以安装于手机客户端的应用通讯测速软件，通信指标结果可以为手机信号强度或者宽带网速，当通信指标结果为手机信号强度的时候，则标准值可以设定为-95dbm，大于等于-95dbm认定用户的通信指标结果为第二指标判定结果，即表示通信效果好；如当实际测量为-50dbm时，-50dbm大于-95dnm说明手机信号强度较好；
[0050]
步骤s2：提取通信指标结果为通信质量小于标准值时的第一指标判定结果对应的用户为待分析目标用户，获取待分析目标用户对应的用户位置，并输出用户位置为待分析目标位置；分析待分析目标位置是为了确定在存在多个基站的监测区域内用户通信异常的参考数据，因为通信异常的参考数据可能是因为监测区域内多个基站影响导致的通信异常问题，也有可能是因为其他原因造成的通信异常问题，而这里待分析目标位置及其对应的用户是作为分析何种异常原因的数据依据；
[0051]
步骤s3：判断通信软件终端在监测周期内开始检测时，监测区域内基站的覆盖区域是否存在重叠覆盖的范围，当不存在重叠覆盖范围时，传输第一预警信号给待分析目标用户的通信软件终端；当存在重叠覆盖范围时，基于历史数据分析重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，并进行实时选择预警。
[0052]
分析监测区域内是否存在重叠覆盖的区域范围是因为本系统要确定用户通信异常的原因，当没有重叠覆盖范围时，则可表明监测区域内用户此次的通信异常与基站的重叠覆盖是没有关系的，当存在重叠范围时则说明用户的通信异常可能是与基站重叠相关联的，所以需要后续分析与待分析目标位置的关系且确定衡量因素和判断指标，从而对基站重叠覆盖影响用户通信这种情况进行预警。第一预警信号为不与基站重叠覆盖相关的预警信号，如可以为用户所处位置干扰较大、信号接收位置封闭性较强如在地下室电梯等位置。且在用户的通信软件终端开始检测时进行基站覆盖区域的重叠覆盖范围的判断缩短了用户检测与基站传输信号的时间长度，提高了基站重叠覆盖范围分析对应用户检测数据的真实性和有效性。
[0053]
分析重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，包括以下步骤：
[0054]
步骤s31：设置监测区域内的重叠覆盖范围为目标警示区域，标记检测目标警示区域内的待分析目标用户为第一区分用户，获取第一区分用户在监测区域内相邻间隔频率下的历史数据，历史数据包括历史用户位置和历史用户数据；
[0055]
步骤s32：设置第一区分用户的历史用户数据为第一指标判定结果且当前判断存在重叠覆盖范围为第一条件，获取满足第一条件对应的历史用户位置为第一区分位置，记录第一区分位置属于位置获取时目标警示区域内的次数n1，以及存在目标警示区域时第一区分位置获取的总次数n0；利用公式：
[0056][0057]
计算监测区域内用户的稳定度r，n1/n0越大表示用户在通信产生异常时状态的稳定性越好，即用户通信产生异常状态与基站重叠覆盖范围的关联性越大，其他因素的影响越小，则这类用户的数据在基站重叠覆盖范围对用户的影响中更具有说服力和有效性；其中a1表示n1/n0对应的参考系数，e1表示用户在目标警示区域内记录用户历史数据为第二
指标判定结果对应的比例一，e2表示用户不在目标警示区域内记录用户历史数据为第二指标判定结果对应的比例二，e0表示监测区域内所有用户历史数据中的比例一与比例二绝对值差值的均值；|e1-e2|/e0越小表明用户的通信异常与基站的重叠覆盖范围影响越小，即意为用户的通信异常没有具体的规律性，也说明这类用户与其他用户的数据差异性较为明显，降低了数据的可分析性。
[0058]
比例一和比例二可解释为实施例如下：用户历史数据中存在10次检测记录，存在4次重叠覆盖范围，因为每次终端进行通信检测的时候基站都会进行是否存在重叠覆盖范围的分析，且第二指标判定结果表明用户通信效果好，即从另一角度出发分析用户的数据是否具有主体差异性；若存在6次第二指标判定结果，且分别对应4次用户历史位置属于重叠覆盖范围时的2次和不属于重叠覆盖范围时的4次，则比例一为2/4，比例二为4/6；
[0059]
步骤s33：设置稳定度阈值r0，剔除监测区域内稳定度r小于稳定度阈值r0的用户数据，并标定剩余的用户为靶向用户。
[0060]
分析重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，还包括以下步骤：
[0061]
获取第i次存在目标警示区域检测时的靶向用户的个数ai1和监测区域内通信软件终端进行检测的总人数ai0，以及目标警示区域的面积大小si1和监测区域的面积大小si0，i小于等于k，k表示监测周期内通信软件终端进行检测且存在目标警示区域的总次数；
[0062]
构建靶向用户的序列对(qi，wi)，qi表示第i次检测对应监测区域内的靶向比例差异指数，其中qi＝ai1/ai0-ai2/ai0，ai2表示第i次检测用户位置不属于目标警示区域中通信指标结果为第一指标判定结果的用户个数；
[0063]
wi表示第i次检测对应检测区域内目标警示区域的面积比例，wi＝si1/si0；
[0064]
基于k组序列对，按照以面积比例为横坐标、靶向比例差异指数为纵坐标构成的序列点进行曲线拟合，提取横坐标对应最大值和最小值的序列点进行连线构成标定曲线，且横坐标的最大值对应的纵坐标大于横坐标的最小值对应的纵坐标，获取拟合曲线上的序列点与标定曲线的直线距离差值，获取直线距离差值小于等于差值阈值的序列点的个数f1以及所有序列点个数k，计算拟合比值d＝f1/k；
[0065]
设定拟合比值阈值d0，若拟合比值d大于等于拟合比值阈值d0，则输出重叠覆盖范围与待分析目标位置存在第一关联信号，第一关联表示重叠覆盖范围的变化对待分析目标位置的数量存在规律性影响，规律性影响包括如线性影响、指数影响等具有数学关系的影响。
[0066]
进行实时选择预警包括以下步骤：
[0067]
判断实时分析的检监测区域内是否传输第一关联信号，当存在第一关联信号时，或者实时监测目标警示区域的面积对应的实际靶向比例差异指数与拟合曲线上目标警示区域的面积对应的理想靶向比例差异指数的差值小于等于差值阈值时，传输预警信号给通信软件终端设备并提醒用户设备通信异常原因为基站存在重叠覆盖区域的影响。因为当存在第一关联信号时，说明实时监测到的用户数据是满足上述分析的拟合曲线的，即本次检测情况下用户通信数据的异常原因是由多基站间产生重叠覆盖区域造成的；拟合曲线表明基站的重叠覆盖范围对用户造成的影响存在关联性。
[0068]
判断监测区域内基站的覆盖区域是否存在重叠覆盖的范围，包括以下步骤：
[0069]
重叠覆盖的范围是指主服务小区的信号强度相差小于6dbm的小区数大于3时所影
响的区域，小区数包含主服务小区。
[0070]
小区又称蜂窝小区，是指在蜂窝移动通信系统中，其中一个基站或基站的一部分所覆盖的区域，在这个区域内移动台可以通过无线信道可靠的与基站进行通信。且当存在重叠覆盖的范围时，会产生如网内干扰、小区吞吐量低、用户感知差等影响用户使用的情况，如若覆盖区域发生在省份的边界处，容易导致一些只使用省内移动网络的用户在本省市基站通信信号弱于邻省时，会产生自动切换强信号的风险，从而导致用户造成经济损失等问题，且解决多基站重叠覆盖的问题可以通过调节基站下倾角或方位角，控制基站覆盖范围；现网通过扫频数据定位出主动干扰基站，对这类站点采取更换或取消站址策略；对于影响比较大但又无法通过以上两种方法解决的站点可以考虑更换频点，而在本发明中系统接收到分析完成的预警信号后，基站维护负责人员对其进行专业分析采取上述解决方法并进行维护。且产生重叠覆盖范围可能是通信基站无法像城市边界一样可以分的很明确，所以可能会出现在省份的边界处产生相邻省份之间基站覆盖小区的重叠问题，也有可能是随着城市建设的发展，原有的基站规划已经与现有的城市现状不相匹配，包括一些新增建设的基站或者新增的其他建筑产生的电磁波折射问题军会导致现存的基站覆盖区域产生重叠的可能。
[0071]
除此之外往往这类问题的发现是通过用户的主动反馈且在此时就已经对众多用户造成了损失；而本发明基于历史数据分析的关于重叠覆盖范围的特征判断对用户在尽可能小损失的前提下进行预警分析，不仅缩短了分析时长，还降低了用户主动反馈异常进而推动基站重叠覆盖问题的维护这个历史习惯中所涉及的人为不确定性的影响。
[0072]
基于多基站协作的无线通信传输系统，其特征在于，包括终端数据获取模块、通信指标结果分析模块、待分析目标用户确定模块、待分析目标位置确定模块、位置关系分析模块和预警响应模块；
[0073]
终端数据获取模块用于获取监测区域内注册登录通信软件终端的用户位置和用户数据，用户位置是指通信软件终端在监测周期内完成检测时的通信位置；
[0074]
通信指标结果分析模块用于分析在通信软件终端输出的通信指标结果，通信指标结果包括通信质量小于标准值时的第一指标判定结果和通信质量大于等于标准值时的第二指标判定结果；
[0075]
待分析目标用户确定模块用于提取通信指标结果为通信质量小于标准值时的第一指标判定结果对应的用户为待分析目标用户；
[0076]
待分析目标位置确定模块用于获取待分析目标用户对应的用户位置，并输出用户位置为待分析目标位置；
[0077]
位置关系分析模块用于分析通信软件终端在监测周期内开始检测时，监测区域内基站的覆盖区域是否存在重叠覆盖的范围，以及重叠覆盖范围与待分析目标位置的关系，并输出对应信号；
[0078]
预警响应模块用于接收位置关系分析模块的信号进行预警。
[0079]
位置关系分析模块包括目标警示区域确定单元、第一区分用户获取单元、稳定度计算单元和靶向用户提取单元；
[0080]
目标警示区域确定单元用于设置监测区域内的重叠覆盖范围为目标警示区域；
[0081]
第一区分用户获取单元用于标记检测目标警示区域内的待分析目标用户为第一
区分用户；
[0082]
稳定度计算单元用于基于第一区分用户的历史数据以及设置第一条件计算分析稳定度；
[0083]
靶向用户提取单元用于基于设置的稳定度阈值与监测区域内稳定度的大小关系进行用户的剔除，并输出剩余的用户为靶向用户。
[0084]
位置关系分析模块还包括序列对构建单元、拟合曲线绘制单元、拟合比值计算单元和关联信号输出单元；
[0085]
序列对构建单元用于获取靶向用户的监测区域的比例数据和目标警示区域的面积比例数据来构建序列对；
[0086]
拟合曲线绘制单元用于基于不同次检测数据获取的序列对来构建拟合曲线；
[0087]
拟合比值计算单元用于基于拟合曲线绘制单元的数据与设定标定曲线上序列点关系分析拟合比值；
[0088]
关联信号输出单元用于基于拟合比值与拟合比值阈值的大小关系输出关联信号。
[0089]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0090]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。