專利名稱：一種網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法及設備。
背景技術：
對實際場景區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)仿真的仿真結果是網(wǎng)絡規(guī)劃的重要參考依據(jù)，因此， 真實地反映實際場景區(qū)域下的網(wǎng)絡狀態(tài)顯得尤為重要?？紤]到實際場景區(qū)域中，不同的地物、地形、地貌等地理狀態(tài)對網(wǎng)絡的無線傳播環(huán)境和有效覆蓋區(qū)域有較大影響，因此，在進行網(wǎng)絡狀態(tài)仿真時，可以將待仿真區(qū)域按照不同的地理信息劃分為多個兩兩不相交的無線場景子區(qū)域，如按照話務量高低，將10平方公里的實際場景區(qū)域劃分為人口密集城區(qū)和人口稀疏郊區(qū)這兩個子區(qū)域，并分別為不同的子區(qū)域設置仿真參數(shù)，如為人口密集城區(qū)的子區(qū)域設置的建筑物穿透損耗參數(shù)大于為人口稀疏郊區(qū)的子區(qū)域設置的建筑物穿透損耗參數(shù)。在確定待仿真區(qū)域、劃分得到的子區(qū)域以及為各子區(qū)域設置的仿真參數(shù)后，就可以對該帶仿真區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真操作，具體操作過程是第一步，在柵格地圖中表示待仿真區(qū)域，以及劃分出的各子區(qū)域。將待仿真區(qū)域通過柵格地圖表示時，需要在柵格地圖中表示該待仿真區(qū)域的外接矩形，這是因為待仿真區(qū)域的形狀各異，在仿真過程中，統(tǒng)一取其外接矩形作為仿真區(qū)域， 在仿真結束后，經(jīng)過剪裁仍能得到待仿真區(qū)域的仿真結果。如圖1所示，其中實線的不規(guī)則區(qū)域為待仿真區(qū)域以及其中的子區(qū)域1、子區(qū)域2和子區(qū)域3，待仿真區(qū)域外的虛線矩形區(qū)域為待仿真區(qū)域的外接矩形。第二步，確定柵格地圖中每一柵格在地圖中所在的子區(qū)域。在本步驟中，可以按照從左至右、從上至下的順序遍歷外接矩形中的每一個柵格， 然后根據(jù)該柵格中心點的坐標，與柵格地圖中的各子區(qū)域進行空間位置判斷，來確定柵格所在的子區(qū)域。在圖1所示的柵格地圖中，為了方便描述虛線表示的柵格，在外接矩形中設置的柵格數(shù)量遠遠小于實際仿真中的柵格數(shù)量。第三步，確定柵格所在子區(qū)域的仿真參數(shù)，并利用該仿真參數(shù)對該柵格所表示區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真。在本步驟中，若柵格地圖中的每一柵格表示20mX20m的區(qū)域，則利用該柵格所在子區(qū)域的仿真參數(shù)，可以得到該柵格表示的0. 04平方公里內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)仿真結果。第四步，根據(jù)得到的外接矩形中每一柵格所表示區(qū)域的仿真結果，得到待仿真區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)仿真結果。在上述仿真操作中，利用每一柵格所在的子區(qū)域的仿真參數(shù)對柵格所表示區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真，可以準確地仿真出待仿真區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)。但是，在實際的仿真操作中，若使用20mX20m的柵格地圖(即每一柵格表示0.004 平方公里)，而待仿真區(qū)域面積很大，如達到上千平方公里，則待仿真區(qū)域的外接矩形在柵格地圖中有數(shù)十萬計的柵格，若是使用5mX5m的柵格地圖，則待仿真區(qū)域的外接矩形在柵格地圖中有數(shù)百萬甚至上千萬的柵格。如果每個柵格都要與柵格地圖中的子區(qū)域進行空間位置判斷來確定柵格所在的子區(qū)域，則在計算機仿真時，需要耗費大量的系統(tǒng)資源來確定各柵格所在的子區(qū)域，進而確定對柵格所表示區(qū)域進行仿真時使用的仿真參數(shù)，大大降低了仿真效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法及設備，用以解決現(xiàn)有技術中存在的利用柵格地圖對待仿真區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真時，需要遍歷所有柵格的空間關系來確定仿真參數(shù)導致仿真效率低的問題。一種網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法，所述方法包括將柵格地圖中待仿真區(qū)域的外接矩形分割為多部分；針對分割得到的每一部分執(zhí)行以下操作確定位于該部分的待仿真區(qū)域的子區(qū)域，并確定每一子區(qū)域位于該部分內(nèi)的面積與該部分面積的比值；判斷是否存在大于上限值的比值，若存在，則將大于上限值的比值對應子區(qū)域的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，進一步判斷確定的每一比值是否都小于下限值，若是，則將默認的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，將該部分再次分割為多部分，并針對再次分割后的每一部分，重復執(zhí)行所述操作；利用柵格的仿真參數(shù)，對柵格所表示區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真。一種網(wǎng)絡狀態(tài)仿真設備，所述設備包括第一分割模塊，用于將柵格地圖中待仿真區(qū)域的外接矩形分割為多部分；計算模塊，用于針對分割得到的每一部分，確定位于該部分的待仿真區(qū)域的子區(qū)域，并確定每一子區(qū)域位于該部分內(nèi)的面積與該部分面積的比值；第一判斷模塊，用于判斷是否若存在大于上限值的比值，若存在，則將大于上限值的比值對應子區(qū)域的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則， 觸發(fā)第二判斷模塊；第二判斷模塊，用于判斷確定的每一比值是否都小于下限值，若是，則將默認的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，觸發(fā)第二分割模塊；第二分割模塊，用于將該部分再次分割為多部分，并針對再次分割后的每一部分， 觸發(fā)計算模塊；仿真模塊，用于利用柵格的仿真參數(shù)，對柵格所表示區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真。本發(fā)明實施例將待仿真區(qū)域在柵格地圖中的外接矩形按遞歸方式不斷進行分割， 直至分割的部分后有占主導地位的子區(qū)域，或是分割部分中所有子區(qū)域對該部分影響很小時，將占主導地位的子區(qū)域的仿真參數(shù)作為所在部分的柵格使用的仿真參數(shù)，或是所在部分的柵格使用默認的仿真參數(shù)，由于本發(fā)明實施例采用遞歸分割方法區(qū)域性地確定柵格所使用的仿真參數(shù)，相對于遍歷所有柵格的判斷方式，大大減少了計算次數(shù)，提高了仿真效率。


圖1為柵格地圖中待仿真區(qū)域以及其外接矩形示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一中網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法示意圖；圖3 (a)和圖3 (b)為外接矩形分割示意圖；圖4為圖3(a)的部分4再次被分割后的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例二中的網(wǎng)絡狀態(tài)仿真設備結構示意圖。
具體實施例方式為了提高對待仿真區(qū)域的網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真效率，快速確定待仿真區(qū)域所在柵格地圖中各柵格所在子區(qū)域的仿真參數(shù)，本發(fā)明實施例提出一種新的網(wǎng)絡狀態(tài)仿真方案，將待仿真區(qū)域在柵格地圖中的外接矩形按遞歸方式不斷進行分割，針對分割后的各部分，直至確定其中占主導地位的子區(qū)域，并將占主導地位的子區(qū)域的仿真參數(shù)作為所在部分的柵格使用的仿真參數(shù)，或者，若沒有占主導地位的子區(qū)域，且子區(qū)域對所在部分幾乎沒有影響的情況下，讓所在部分的柵格使用默認的仿真參數(shù)。由于本發(fā)明方案中是對柵格地圖中一部分區(qū)域中的所有柵格的仿真參數(shù)進行確定，克服了現(xiàn)有技術中針對每一柵格分別確定所在子區(qū)域以及仿真參數(shù)導致系統(tǒng)資源占用量大的問題。下面結合說明書附圖對本發(fā)明實施例進行詳細說明。本發(fā)明各實施例中對外接矩形進行分割和在遞歸操作時對外接矩形的部分進行分割時采用的分割方式相同，具體的分割方式可以為等分，也可以為不等分。本發(fā)明實施例一以等分的方式為例對本發(fā)明方案進行說明。實施例一如圖2所示，為本發(fā)明實施例一中網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法示意圖，所述方法包括以下步驟步驟101 將柵格地圖中待仿真區(qū)域的外接矩形等分為多部分。在本步驟執(zhí)行之前，將待仿真區(qū)域顯示在柵格地圖中，并按照待仿真區(qū)域不同的地理信息，將待仿真區(qū)域劃分為多個兩兩不相交的子區(qū)域，在柵格地圖中也顯示各子區(qū)域。由于每一子區(qū)域表示一定的地理環(huán)境，如人口密集城區(qū)、人口稀疏郊區(qū)、森林、草原等不同場景，而不同地理環(huán)境中網(wǎng)絡信號的各項參數(shù)也不同，因此，需要根據(jù)不同的地理環(huán)境為每個子區(qū)域分別設置仿真參數(shù)。在柵格地圖中顯示待仿真區(qū)域以及劃分后的子區(qū)域后，在柵格地圖中確定該待仿真區(qū)域的外接矩形，具體做法是首先，確定待仿真區(qū)域在柵格地圖的經(jīng)度方向上的邊緣兩點，即圖1中的A、B兩點，并確定緯度方向上的邊緣兩點，即圖1中的C、D兩點。然后，確定精度方向上分別經(jīng)過A、B兩點的兩條直線，以及緯度方向上分別經(jīng)過 C、D兩點的兩條直線，這四條直線相交得到待仿真區(qū)域的外接矩形。在本步驟中，可以對外接矩形按照多種方式進行分割，分割后的每一部分面積相等即可。例如圖3(a)所示的從外接矩形中心點沿經(jīng)、緯方向將外接矩形等分為4部分，或是按照圖3(b)所示，將外接矩形等分為2部分。
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針對等分得到的每一部分，分別執(zhí)行以下操作步驟102 確定位于該部分的待仿真區(qū)域的子區(qū)域。假設本步驟中，外接矩形按照圖3(a)所示的方式進行等分，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)。在本步驟中，需要對等分后得到的4部分中的每一部分確定其中的子區(qū)域。仍以圖3(a)為例，位于部分1中的子區(qū)域為子區(qū)域1和子區(qū)域2的一部分，部分2不包含子區(qū)域，位于部分3中的子區(qū)域為子區(qū)域2的另一部分，位于部分4中的子區(qū)域為子區(qū)域3。步驟103 確定每一子區(qū)域位于該部分內(nèi)的面積與該部分面積的比值。仍以圖3(a)為例進行說明，子區(qū)域1和子區(qū)域2的一部分位于部分1中，在本步驟中需要分別確定子區(qū)域1的面積和部分1的面積的比值，以及子區(qū)域2位于部分1中的面積與部分1面積的比值。針對部分3和部分4的做法與部分1相同。特殊地，部分2中不包含子區(qū)域，則可以看作部分2內(nèi)子區(qū)域的面積為0，得到的比值也為0。步驟104 判斷是否若存在大于上限值的比值，若存在，則執(zhí)行步驟105，否則，執(zhí)行步驟106。在本步驟中，假設子區(qū)域1在部分1中的面積與部分1的面積之比大于上限值，則可以認為子區(qū)域1是部分1中占主導地位的子區(qū)域，因此，部分1中的所有柵格都可以采用子區(qū)域1的仿真參數(shù)。假設子區(qū)域2是部分3中占主導地位的子區(qū)域，則部分3中的所有柵格都可以采用子區(qū)域2的仿真參數(shù)。假設部分4中子區(qū)域3沒有占主導地位，則部分4需要繼續(xù)執(zhí)行步驟106。假設部分2中也沒有占主導地位的子區(qū)域，則部分2也需要繼續(xù)執(zhí)行步驟106。步驟105 將大于上限值的比值對應子區(qū)域的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)，并跳轉至步驟110。步驟106 判斷確定的每一比值是否都小于下限值，若是，則執(zhí)行步驟107 ；否則， 執(zhí)行步驟108。在本步驟中，如果某一部分中所有子區(qū)域所占的面積都很小，對該部分幾乎沒有影響，則可以將默認的仿真參數(shù)作為該部分的所有柵格的仿真參數(shù)。仍以圖3(a)所示的情況為例，假設子區(qū)域1的面積與部分1的面積之比大于上限值，但子區(qū)域2在部分1中的面積與部分1的面積之比小于下限值，但由于不是所有的子區(qū)域對部分1的影響都很小，因此，部分1中的柵格按照步驟105采用仿真參數(shù)，而不能按照步驟107采用仿真參數(shù)。部分2中沒有子區(qū)域，可以看作部分2中子區(qū)域的面積為0，因此，部分2中的柵格采用默認的仿真參數(shù)。步驟107 將默認的仿真參數(shù)作為位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)，并跳轉至步驟110。步驟108 判斷是否存在包含的柵格的仿真參數(shù)未確定的部分，若是，則執(zhí)行步驟 109 ；否則，跳轉至步驟110。通過步驟104和步驟106的篩選，圖3 (a)中的部分1、部分2和部分3的柵格已確定使用的仿真參數(shù)，只有部分4既不滿足步驟104的條件也不滿足步驟106的條件，因此， 需要對部分4執(zhí)行步驟109。步驟109 將柵格的仿真參數(shù)未確定的部分再次等分為多部分，并根據(jù)再次等分得到的多部分跳轉至步驟102。仍以圖3 (a)所示的情況為例，對部分4再次等分，本步驟的等分方式與步驟101 中的等分方式相同，如圖4所示，部分4被等分為4部分，分別為部分4_1、部分4_2，部分 4_3和部分4_4，這4個部分分別重新執(zhí)行步驟102 步驟109，直至確定每一部分有占主導地位的子區(qū)域或是部分內(nèi)的子區(qū)域對該部分幾乎沒有影響時，按照步驟105或步驟107的方式為部分內(nèi)的所有柵格確定采用的仿真參數(shù)。步驟110 利用柵格的仿真參數(shù)，對柵格所表示區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真。通過本發(fā)明實施例一的步驟101 步驟110的方案，通過遞歸算法將待仿真區(qū)域的外接矩形不斷等分，直至得到該部分中占主導地位的子區(qū)域或是確定子區(qū)域對該部分的影響幾乎為零，如果存在占主導地位的子區(qū)域，則將該子區(qū)域的仿真參數(shù)作為所在部分的所有柵格采用的仿真參數(shù)，如果該部分內(nèi)的子區(qū)域幾乎沒有影響，則該部分的所有柵格采用默認的仿真參數(shù)。由于本發(fā)明實施例通過分片確定柵格采用的仿真參數(shù)，相對于現(xiàn)有技術針對每個柵格分別確定采用的仿真參數(shù)的方式，可以減少空間查詢判斷次數(shù)，降低對系統(tǒng)資源的大量占用，有效提高了仿真效率。本發(fā)明實施例一中涉及的上限值和下限值可以通過以下方式確定1、確定上限值所述上限值可以是根據(jù)經(jīng)驗值確定的表示占主導地位的子區(qū)域與所在部分的面積之比，如90%。所述上限值還可以根據(jù)子區(qū)域的面積之和與外接矩形的面積之比來確定，具體方式為首先，確定柵格地圖中所有子區(qū)域的面積之和與外接矩形面積的比值，其計算公式如公式(1)所示
η
剛ρ =逆⑴
S其中Ρ表示子區(qū)域的面積之和與外接矩形面積的比值表示各子區(qū)域的面積， 待仿真區(qū)域中共有η個子區(qū)域；S表示外接矩形的面積。然后，將P與預先設定的第一門限值進行比較，該第一門限值可以根據(jù)經(jīng)驗值確定，如第一門限值為90%。最后，若P大于第一門限值，如P為93%，則將P作為上限值；否則，將第一門限值作為上限值。2、確定下限值所述下限值可以是根據(jù)經(jīng)驗值確定的表示子區(qū)域對所在部分幾乎沒有影響的面積比值，如5%。所述下限值還可以根據(jù)子區(qū)域的面積之和與外接矩形的面積之比來確定，具體方式為
首先，確定柵格地圖中外接矩形與所有子區(qū)域的面積之和的差值，并確定該差值與外接矩形面積的比值，其計算公式如公式(2)所示
權利要求
1.一種網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法，其特征在于，所述方法包括 將柵格地圖中待仿真區(qū)域的外接矩形分割為多部分； 針對分割得到的每一部分執(zhí)行以下操作確定位于該部分的待仿真區(qū)域的子區(qū)域，并確定每一子區(qū)域位于該部分內(nèi)的面積與該部分面積的比值；判斷是否存在大于上限值的比值，若存在，則將大于上限值的比值對應子區(qū)域的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，進一步判斷確定的每一比值是否都小于下限值，若是，則將默認的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，將該部分再次分割為多部分，并針對再次分割后的每一部分，重復執(zhí)行所述操作；利用柵格的仿真參數(shù)，對柵格所表示區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將柵格地圖中待仿真區(qū)域的外接矩形分割為多部分之前，所述方法還包括將所述待仿真區(qū)域按照不同的地理信息劃分為多個子區(qū)域，并為每個子區(qū)域設置仿真參數(shù)。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過以下方式確定所述上限值確定柵格地圖中所有子區(qū)域的面積之和與外接矩形面積的比值，若該比值大于預先設定的第一門限值，則將該比值作為上限值；否則，將所述第一門限值作為上限值； 通過以下方式確定所述下限值確定柵格地圖中外接矩形面積與所有子區(qū)域的面積之和的差值，并確定該差值與外接矩形面積的比值，若該比值小于預先設定的第二門限值，則將該比值作為下限值；否則，將所述第二門限值作為下限值；其中第一門限值大于第二門限值。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，若存在不包含子區(qū)域的部分，則將默認的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)。
5.如權利要求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。
6.一種網(wǎng)絡狀態(tài)仿真設備，其特征在于，所述設備包括第一分割模塊，用于將柵格地圖中待仿真區(qū)域的外接矩形分割為多部分； 計算模塊，用于針對分割得到的每一部分，確定位于該部分的待仿真區(qū)域的子區(qū)域，并確定每一子區(qū)域位于該部分內(nèi)的面積與該部分面積的比值；第一判斷模塊，用于判斷是否若存在大于上限值的比值，若存在，則將大于上限值的比值對應子區(qū)域的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，觸發(fā)第二判斷模塊；第二判斷模塊，用于判斷確定的每一比值是否都小于下限值，若是，則將默認的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)；否則，觸發(fā)第二分割模塊；第二分割模塊，用于將該部分再次分割為多部分，并針對再次分割后的每一部分，觸發(fā)計算模塊；仿真模塊，用于利用柵格的仿真參數(shù)，對柵格所表示區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡狀態(tài)進行仿真。
7.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述設備還包括區(qū)域劃分模塊，用于將所述待仿真區(qū)域按照不同的地理信息劃分為多個子區(qū)域；參數(shù)設置模塊，用于為每個子區(qū)域設置仿真參數(shù)。
8.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述設備還包括上限值確定模塊，用于確定柵格地圖中所有子區(qū)域的面積之和與外接矩形面積的比值，若該比值大于預先設定的第一門限值，則將該比值作為上限值；否則，將所述第一門限值作為上限值；下限值確定模塊，用于確定柵格地圖中外接矩形面積與所有子區(qū)域的面積之和的差值，并確定該差值與外接矩形面積的比值，若該比值小于預先設定的第二門限值，則將該比值作為下限值；否則，將所述第二門限值作為下限值。
9.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述第二判斷模塊，還用于若存在不包含子區(qū)域的部分，則將默認的仿真參數(shù)作為柵格地圖中位于該部分的所有柵格的仿真參數(shù)。
10.如權利要求6所述的設備，其特征在于，第一分割模塊和第二分割模塊所采用的分割方式相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡狀態(tài)的仿真方法及設備，主要內(nèi)容包括將待仿真區(qū)域在柵格地圖中的外接矩形按遞歸方式不斷進行分割，直至分割的部分后有占主導地位的子區(qū)域，或是分割部分中所有子區(qū)域對該部分影響很小時，將占主導地位的子區(qū)域的仿真參數(shù)作為所在部分的柵格使用的仿真參數(shù)，或是所在部分的柵格使用默認的仿真參數(shù)。由于本發(fā)明實施例采用遞歸分割方法區(qū)域性地確定柵格所使用的仿真參數(shù)，相對于遍歷所有柵格的判斷方式，大大減少了計算次數(shù)，提高了仿真效率。
文檔編號G06F17/50GK102542084SQ201010601578
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者李楠, 陳燕雷, 韓云波, 高鵬 申請人:中國移動通信集團設計院有限公司