蔡邦壽

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司陜西分公司，陜西 西安 710077）

引言：在進(jìn)行5G室內(nèi)深度覆蓋預(yù)測的過程中，將其與射線跟蹤算法，以及建筑物3D建模進(jìn)行有機(jī)的融合，是有效的提升5G室內(nèi)深度覆蓋的重要途徑之一。在應(yīng)用的過程中，能夠高效快速的實(shí)現(xiàn)對5G室內(nèi)覆蓋的計(jì)劃，進(jìn)行合理性以及經(jīng)濟(jì)收益方面的分析和研究，有效的避免一些不合理的規(guī)范方案，在實(shí)施后對建設(shè)工程的日后維護(hù)，造成較大的成本投入。

1 研究意義

現(xiàn)階段我國信息技術(shù)高速的發(fā)展當(dāng)中，并且伴隨著5G商用的不斷發(fā)展和建設(shè)，使得5G技術(shù)已經(jīng)影響到人們在生活和生產(chǎn)當(dāng)中的諸多環(huán)節(jié)當(dāng)中。其中一些在應(yīng)用的過程中，不僅僅應(yīng)用與一些固定的環(huán)境當(dāng)中，同時(shí)也能夠應(yīng)用于一些高移動的場景當(dāng)中，但是市場當(dāng)中主要將其運(yùn)用到一些室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)方面的建設(shè)當(dāng)中。因此，在未來5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和普及過程中，對于其室內(nèi)深度覆蓋方面的研究，成為發(fā)展的重要方向。

但是由于在5G網(wǎng)絡(luò)搭建的過程中，采用的是基于2.6GHz以上的頻段，使得在無線系統(tǒng)發(fā)射信號的過程中，一旦需要進(jìn)行建筑物的穿透，就會造成嚴(yán)重的信號損失，不利于高效率的進(jìn)行信號傳播。因此，針對這種信號損失問題，就需要在進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，采用了較為復(fù)雜以及多樣化的建設(shè)方式，因此就對其室內(nèi)環(huán)境的覆蓋預(yù)測，有著較高的難度系數(shù)。在過去的預(yù)測工作當(dāng)中，僅僅依靠工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行覆蓋程度的估算。但是在現(xiàn)階段的5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，由于其復(fù)雜程度以及多樣性的特征，使得無法再依靠工作人員，對其覆蓋情況進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。因此就需要采用多徑建模的射線跟蹤模型的方式，以此建立出更加科學(xué)合理的信號傳播預(yù)測模型，進(jìn)而有效的指導(dǎo)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和規(guī)劃工作。

2 基于3D建模和射線跟蹤算法的5G室內(nèi)深度覆蓋預(yù)測

2.1 5G室內(nèi)分層切片覆蓋預(yù)測

在采用射線跟蹤技術(shù)的過程中，可以有效的對電波的傳播情況進(jìn)行預(yù)測。該技術(shù)的應(yīng)用原理上，是基于發(fā)射點(diǎn)為信號的點(diǎn)源，而對于點(diǎn)源發(fā)射的電磁波而言，能夠向著不同的放線進(jìn)行信號的發(fā)射，因此可以有效的對每一條路徑進(jìn)行相應(yīng)的追蹤，使得一旦遇到障礙物，就會發(fā)生信號的反射、透射或者繞射，這樣就可以進(jìn)行相應(yīng)的信號強(qiáng)計(jì)算。同時(shí)，在接受點(diǎn)在即將到達(dá)這個(gè)位置的時(shí)候，就需要對其不同的射線進(jìn)行相應(yīng)的合并處理，以此能夠有效的實(shí)現(xiàn)信號的傳播情況的預(yù)測?，F(xiàn)階段，對于這種對射線進(jìn)行的跟蹤模型，主要應(yīng)用于一些高精度的電子地圖，在進(jìn)行室外環(huán)境下的覆蓋程度預(yù)測分析。但是在進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境下的覆蓋預(yù)測的預(yù)測過程中，往往由于在室內(nèi)的環(huán)境中，有著較為復(fù)雜的情況，同時(shí)建筑物的內(nèi)部構(gòu)造上，形態(tài)各異，使得采用電子地圖的預(yù)測方式，往往達(dá)不到預(yù)測的精準(zhǔn)度。

因此，在本文的分析過程中，就提出基于建筑物的3G模型建立，以此結(jié)合起射線跟蹤算法的方式，對其與覆蓋程度進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測分析。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，首先基于對該建筑物室內(nèi)環(huán)境的3D建模，利用CAD軟件的方式，對其進(jìn)行建筑圖紙的繪制，盡可能的復(fù)原出建筑物室內(nèi)的真實(shí)環(huán)境，以及各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，還需要對該建筑室內(nèi)模型，進(jìn)行全空間的矢量化以及三維柵格化的處理，進(jìn)而在之后進(jìn)行射線跟蹤算法的應(yīng)用過程中，可以有效的針對不同的三維柵格進(jìn)行相應(yīng)的覆蓋程度計(jì)算分析，之后再將其進(jìn)行室內(nèi)的綜合性覆蓋程度分析。這樣就形成對室內(nèi)環(huán)境的仿真預(yù)測分析，再通過仿真結(jié)果，對其進(jìn)行相應(yīng)的分層切片處理，形成對覆蓋結(jié)果的綜合性分析。例如在對一些高層建筑進(jìn)行分析的過程中，可以有效的依據(jù)樓層的實(shí)際高度，進(jìn)行相應(yīng)的分層切片處理，進(jìn)而能夠保障分層切片處理后，能夠?qū)φ麄€(gè)樓的覆蓋程度，有著較為準(zhǔn)確的分析和了解，形成一種量化的高精度覆蓋程度分析方式。

2.2 實(shí)施步驟

2.2.1 進(jìn)行CAD圖紙的建筑建模

首先需要針對需要預(yù)測的建筑物，采用二維CAD圖紙的方式，對其室內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的識別、解析以及研究，進(jìn)而可以保障明確出建筑的一些關(guān)鍵點(diǎn)線信息，以此可以在這樣的基礎(chǔ)之上，能夠自動的識別出一些建筑的不同構(gòu)件，例如對建筑的墻、門以及窗戶等，進(jìn)行準(zhǔn)確的識別，以此能夠完成對建筑物三維模型的構(gòu)建。

在進(jìn)行CAD二維圖紙的識別過程中，需要能夠?qū)⑵銫AD格式下的文件上的信息，輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)行完整的參數(shù)導(dǎo)入，之后便是繪制出來的二維圖紙，進(jìn)行相應(yīng)的識別分析，基本上采用的都是多級樹的識別方法，重點(diǎn)是對出現(xiàn)的墻體進(jìn)行相應(yīng)的分析。同時(shí)能夠有效的通過具體的墻體尺寸，以及位置坐標(biāo)信息，進(jìn)行相應(yīng)的分析和計(jì)算。在具體的識別過程中，是基于圖紙當(dāng)中的一些線段端點(diǎn)，以此形成相應(yīng)的多級樹，并通過對環(huán)路的查找方式，來對墻體進(jìn)行相應(yīng)的識別。

之后還需要對其建筑物的單層，進(jìn)行相應(yīng)的建立。在分析的過程中，需要能夠針對識別出來的具體參數(shù)信息，進(jìn)行室內(nèi)墻體在尺寸以及具體位置的明確。

2.2.2 建筑物3D矢量圖柵格化

需要通過對建筑物，采用3D柵格化的方式，能夠有效的對目標(biāo)建筑物，基于全空間領(lǐng)域，進(jìn)行三維柵格化的處理。同時(shí)，在具體的處理分析的過程中，可以針對實(shí)際出現(xiàn)的情況，進(jìn)行精度方面的實(shí)際選擇。

2.2.3 射線跟蹤算法仿真

在進(jìn)行完成了建筑物室內(nèi)的建模之后，便需要對其采用射線跟蹤算法的方式，對建筑物當(dāng)中的每一個(gè)出現(xiàn)的三維位置進(jìn)行分析，以此能夠形成在室內(nèi)的實(shí)際分布系統(tǒng)，以及室外基站上，對其室內(nèi)的覆蓋仿真進(jìn)行分析和運(yùn)算。在具體的運(yùn)算過程中，其形成的結(jié)構(gòu)都是基于RSRP 的數(shù)據(jù)信息，以此能夠有效的形成較為準(zhǔn)確的建筑物三維空間數(shù)據(jù)矩陣，這樣在進(jìn)行分析的過程中，便可以進(jìn)行接下來的覆蓋程度分層分析。

2.2.4 5G室內(nèi)分層切片分析

在對其形成的覆蓋矩陣之后，便可以有效的開展具體的評估。需要結(jié)合實(shí)際的情況，對其進(jìn)行覆蓋程度的全面切片。同時(shí)還需要積極的對其建筑物，進(jìn)行切片區(qū)域當(dāng)中，覆蓋效果的具體分析和計(jì)算，進(jìn)而能夠保障對室內(nèi)當(dāng)中的各種切片環(huán)境，可以準(zhǔn)確的評估。

3 結(jié)束語

綜上所述，在未來的發(fā)展過程中，隨著信息技術(shù)的不斷普及，人們在生活生產(chǎn)的過程中，越來越重視起對各項(xiàng)信息技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)我國的5G技術(shù)在應(yīng)用的過程中，也會有效的推動各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展和建設(shè)。因此就需要格外的重視起對5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中的難點(diǎn)和問題，能夠通過對5G室內(nèi)的深度預(yù)測，有效的提升對5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的合理性，能夠基于信號傳播的高效性，以及5G網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，合理的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)方面的建設(shè)工作，保障我國網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的高速發(fā)展，為各領(lǐng)域，提供出網(wǎng)絡(luò)信號以及傳播范圍都可靠的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。