CN1406082A - 预先评估小区的无线电覆盖范围的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过基站预先评估移动电话网中小区(1)的无线电覆盖范围的方法，在该方法中，以直接存取的数据矩阵形式构造一个数字地图(31、32、33)，所述数据是一个与所述地图(31)相应的网格结构的一系列预定网眼(34)的地貌(41、42)的位置和性质的局部独立描述，在该方法的一个处理阶段，在小区(1)中从一个原点，根据预定的传播方向和传播条件，沿着一段初始轨迹(51)虚拟地发射一道表示无线电传播条件的采样辐射，将所述当前点的位置与所述网格结构进行比较，以识别出入射地貌(41、42)的网眼，根据所述入射网眼的地貌的局部独立描述的数据计算在入射之后的传播条件。

Description

预先评估小区的无线电覆盖范围的方法

技术领域

本发明涉及要在某地区建立的移动电话网的设计阶段，具体地说涉及一种预先评估该地区的无线电覆盖范围的方法，以确定电话网的基站或者中继站的工作参数和最优位置，也就是说确定相应无线电小区的边界。

背景技术

我们知道，蜂窝式移动电话网由一系列地面基站构成，这些基站通过有线电话网相互连接起来，当移动终端处于基站的无线电小区中时，就能够访问基站。

小区中的无线电传播应当满足两个基本要求：基站不能发射过大的功率，而终端收到的无线电信号要有足够大的功率。

事实上，每个基站的作用范围首先应当足以使相应小区超过边界扩展到毗邻区，以避免移动终端改变小区时通信中断。这就需要提高基站的发射功率，使之超过所需的最低限度。

然后，由于无线电通讯在地面上具有基本上为直线状的轨迹，并由于自然地貌和建筑物的存在，还需要覆盖基站的无线电阴影区。所谓阴影区就是这样的区域，其中，位于其中的移动终端和基站之间的无线电传播的衰减超过了无线回路的灵敏度规格的极限，以至于接收水平不足以正确地探测所发射的表示语音或数据交换的比特组(paquet de bit)。然而，又不能提高发射功率水平。

因为，从基站的角度来看，提高发射功率会增加小区的大小，引起相邻小区之间的过度干扰。从移动终端的角度来讲，最大功率要受到人身安全要求和电池连续使用时间的限制。

同时，还要避免针对那些代表阴影区的微小区(micro-cellule)徒劳地增加基站或者中继站的数目，以减少成本和干扰。

传统上，对于一个小区，要在该小区的一系列点预先计算衰减，这种计算利用国家地理学会(l’Institut Géographique National，IGN)提供的向量数据库等，这些数据在有关地理区域的地图上描绘了建筑物和该地区的其它地物的起伏。不同的代码词定义地物的类型，比如森林、水、房屋，并详细标注了Lambert坐标和相对于本地海拔高度的高度。

为了预先评估小区内任意点的衰减，要进行无线电信号传播的模拟。这样建立传播模型：通过在计算机中计算一系列无线电覆盖范围预测结果，在一定的方向从基站虚拟地发射一道电磁辐射，计算在其所占的基本立体角(angle solideélémentaire)内的传播条件。除了基站在虚拟无线终端的视角范围内的自由空间传播之外，还有线性衰减传播，其中，电磁辐射的轨迹遇到使之衰减或使之产生额外方向偏转的障碍物，这尤其发生在其基站常常低于建筑物屋顶高度的微小区中。

因此，在一条街道上，电磁辐射会因为反射或者折射而改变方向。其立体角的角度甚至会变大。

在整个小区的一个全立体角内，比如一个总体上水平的环形区，对分布在其中的一系列基本立体角重复所述计算，这样就完成对该小区空间中各种传播条件的采样。

在每一道辐射的轨迹上的每一点，计算机访问所述向量数据库，以确定是否有障碍物。相应的向量计算需要相当大的计算功率，需要一天的工作量。实践中，使用传统的计算机时，这些计算在夜间进行。

发明内容

本发明的目的在于减小计算这样的小区的无线电覆盖范围所需的计算功率，而不管小区的大小，即不管它们是大小区还是微小区。

为此，本发明涉及一种通过一个小区通信管理无线站，利用描述了小区内地貌的位置和性质的立体地图数据库，来预先评估移动电话网中小区无线电覆盖范围的方法，在该方法中，在一个处理阶段，由一个计算系统：

--在小区中，从一个原点，根据预定的传播方向和传播条件，沿着一段初始轨迹虚拟地发射一道表示无线电传播条件的采样辐射，

--通过访问数据库，该计算系统将该轨迹段与立体地图的数据进行比较，以确定所述轨迹段在地貌上的任何当前入射点(pointd’impact)的位置和性质，

--根据所述数据库中描述的有关地貌的性质，所述计算系统确定该入射点以远的下游轨迹段上的新的传播条件，

--在需要时，针对下游轨迹段上的其它入射(impact)，该计算系统重复前两个步骤一定次数，

--根据整个轨迹上的传播条件，计算系统确定轨迹上任意选定点的累积衰减，

--对于一系列初始方向，该计算系统重复上述步骤一定次数，以对整个小区取样，这样确定出一个选定点衰减图，

该方法的特征在于，在一个初始阶段中：

--所述系统以直接存取的数据矩阵形式构造所述数据库，所述数据是一个与所述地图相应的网格结构的一系列预定网眼各自的地貌的位置和性质的局部独立描述，

--所述系统将地貌的地理方位数据存储到所述矩阵数据库(32，33)中，

在所述处理阶段：

--将所述当前点的位置与所述网格结构进行比较，以识别出入射网眼，

--根据所述入射网眼的地貌的局部独立描述的数据计算在入射之后的传播条件，

--根据所述方位数据计算下游段(52)的反射辐射的方向。

这样，所述传播数据就被分解成一系列独立的，从而数据量小的数据，从而容易以适用的形式快速访问并读取所述数据。

这样，入射点下游的传播条件的计算就仅仅依据数据量有限的局部数据，并且是直接访问而不是象向量数据库的情形那样顺序访问。对于所述入射点来说，确定无线电各向异性条件的数据，通过衰减、反射、衍射以及可能存在的散射，确定了可能的偏转角度和新的传播衰减。

如果没有构成障碍的地貌，自由空间的传播条件是完全已知的。具体来说，在这种情况下，读取所穿过网眼的数据会立刻表明不存在障碍物，从而进入下一网眼，而不会有现有技术中根据全部数据库进行局部数据的向量重建的太繁重的计算。

应注意到，在这里所说的“地貌”的概念泛指任何妨碍传播的障碍物，包括即使水平的地面。水平的地面也可能吸收或者反射至少部分辐射。

有利的是，所述系统在所述初始阶段将地貌的地理方位数据存储到所述矩阵数据库中，在处理时，根据所述方位数据计算下游段反射辐射的方向。

最好，在这种情况下，所述存储限于方位角数据，在处理时，下游段反射辐射的方向的计算将反射地貌视为竖直的。

这样就限制了计算量。

具体来说，在所述矩阵数据库中，最好包括说明地物性质的数据，在处理时，所述计算系统根据所述地物性质计算下游段上的传播条件。

这样，传播条件的计算精度会更好。

为了将地貌的细节考虑进去，在初始阶段，可以将与地貌的棱角有关的数据结合到所述矩阵数据库中，在处理时，所述计算系统根据所述棱角数据计算下游折射辐射段的方向。

最好，在初始阶段，将地貌衰减数据存储到所述矩阵数据库中，在处理时，所述计算系统根据所述衰减数据计算所述下游段上的传播衰减。

在同样的情况下，衰减数据可以涉及地貌上的反射，用于计算下游段上的衰减，并且/或者，所述衰减数据涉及穿过地貌的传播，用于计算在地貌中传播的辐射的衰减。

有利的是，穿过地貌的传播衰减数据另外还包括传播介质过渡数据，这些数据说明地貌的透入(pénétration)衰减，用来确定透入时的局部衰减。

为了高质量地建立传播条件的模型，并拥有计算入射后的辐射的角散射的算法，所述计算系统用特定的衰减计算下游段的一系列方向，形成所述辐射在所述入射点以远的散射立体角。

还可以计算轨迹上的连续入射次数。在第二次入射的情况下，在计算在该入射点以远的传播条件时，所述系统将所述辐射视为在第一次入射中已经极化(polarisé)。

为了限制所需的计算量，系统计算轨迹上的连续入射次数，将总数与一个高阈值比较，在达到该阈值时，终止执行所述方法的各步骤。或者，对每一入射，所述系统确定累积衰减，将其与一个最大衰减阈值比较，在达到该阈值时，终止执行所述方法的各步骤。

为了最好地利用计算结果，以三维形式存储所述衰减图。

这样，就能够根据建筑物的楼层预先评估通信联络的质量水平。

具体来说，建立数据库时，所述系统用在竖直方向扩展的一组像素列(chane de pixels)表示所述地图，并分割所述像素列，构成按立体网格堆积的体元，每一个体元包含有特定的数据。

所述系统最好将基站位置作为原点位置，但是，也可以将该小区内的任意位置作为原点位置，并根据邻近地貌的位置和性质选择辐射的发射方向，使辐射通过基站附近。

根据本发明的方法计算了与某个更大的称为大小区的小区接触的微小区中的传播条件后，所述系统然后可以计算所述小区中的传播条件，并随后进行平滑计算，对所述两个计算的与小区和微小区之间的边界区有关的结果进行平滑。

这样，所述方法允许从功能上使两种小区更好地融合。

附图说明

借助于下面对实施本发明的优选方式结合附图进行的说明，可以更好地理解本发明。附图中：

图1是构成一个数据库的立体地图，在定义时，在该立体地图上附加(reporter)了移动电话网的小区的位置，

图2是所述小区中，在一条有障碍物的轨迹上的无线电衰减曲线，该轨迹的基站构成一端，

图3是在所述地图的一部分上的建筑物轮廓的平面图，

图4对应于图3，用以说明在建筑物上的反射和折射，

图5是一个竖直剖面图，用以说明在一个大小区的建筑物之间的传播。

具体实施方式

图1表示了为移动终端比如标号21所示提供的移动电话网的一个小区1的位置，该小区位置附加在地图31上，该地图还包括管理该小区1的无线基站11的位置。该地图31用来通过调整小区的数目、大小和位置来优化设备容量(volume de matériel)，同时保证所需的具有特定服务质量的无线电覆盖范围，从而确定构成要建立的无线网络的一系列小区的预期界线。

标号31在这里事实上表示有关地区的地形要素，即地面和地面建筑的分布。可以生成这种分布的相应的地理数据存储在一个计算机30的地貌数据库32、33中。该数据库包括一个规定地表地貌地形，即地面和地物的存储模块32，该存储模块与一个规定各种地面位置的、在相应于基站使用的频率的预定频率范围内的性质或者说无线电传播特性的地面及地物形态存储模块33，所述存储模块33的形态数据以地理模块32中的地貌或形状描述有关地区的各点。注意，这里的“地貌”，应当理解为一个广义的概念，包括任何可以由所述基站11的辐射直接到达或者先经过偏转后再到达的障碍物。因此，它统指了地面和地物。除了建筑物、山丘及类似物外，还可以涉及到山谷的侧壁、平原和水面等。

如上所述，模块33的数据可用来直接确定，或者通过所述性质和无线电传播特性数据之间的对应表，来确定对入射无线电辐射带来的干扰，从而确定相应的下游辐射的幅度或者衰减方向。因此，在这里，所述地图31本身只是用于说明，因为定义该地图的数据包含在计算机所使用的模块32、33中。

作为变型，所述基站11可由功能相同但覆盖范围小的基站替代，确定出一个微小区。如开头所述，微小区设置在有大型地貌的地区或者城市，以覆盖通常小区的无线电阴影区。

这里，假设将基站11和该小区1中的移动电话21连接起来的无线电辐射或者窄波束的轨迹遇到了障碍物，分别是一栋建筑41和一片树林42。为了简化说明，在这里假设图1中的障碍物41、42不偏转所述轨迹，轨迹依然保持为直线，没有被障碍物反射或折射。

图2以分贝(dB)为单位，以坐标表示了无线电信号水平S随着在所述轨迹上经过的以横坐标表示的距离X的变化。从发射水平开始，信号水平随传播距离而下降就代表了衰减。这种衰减是轨迹上各部分或者说各段的衰减的总和，其中每一段对应于一种特定的传播介质。

在这里，区分了五段，标号为51到55，分别对应于从基站11到建筑物41的空气传播轨迹的第一段51衰减，由于穿过建筑物41而造成的第二段52衰减，接下来直到树林42边缘的空气传播轨迹上的第三段53衰减，穿过树林42造成的第四段54衰减，以及接下来直到移动终端21的空气传播轨迹上的第五段55衰减。

在空气自由空间中的无线电传播的线性衰减在图2中表示为信号水平的斜率，对于预定的载波频率来说，该斜率是一个公知的物理常数。所述计算机30根据从表示地图31的数据库中提取的传播距离，计算所述三段相应的衰减。另外，如前所述，特定类型的障碍物还可能偏转所述轨迹，就如图4所示。这样，为了验证预期无线电覆盖范围，对于基站11和移动终端21之间的联络来说，应当能够通过计算来评估分布在整个小区1中的不同的点的场强(niveau de champ).

这样计算出来的预期通信联络的损失情况，或者说与轨迹段51到55有关的衰减的总和，不应当超过基站11的一个最大发射水平Nm和终端21的灵敏度的一个预定阈值Sm之间的差。对于通信的从终端21到基站11的所谓上行方向，在终端21的最大发射水平，这里是2瓦，以及基站11的灵敏度水平方面，也是一样的。这些灵敏度水平要考虑到通过一个无线电帧的时间信道(voies temporelles)交换的比特组中的传播误差检验码和对有限数目的错误位的修正。

考虑到效率问题，计算机上的衰减计算只应耗费一段有限的时间，要确实小于一个工作日。

为此，所述地图31为表示出了所述小区1的数字立体地图的形式，所述数据库32、33描述了地貌比如41、42等的位置，以及这些地貌的决定无线电传播条件的性质，比如高楼、树林、独立房屋住宅区以及湖等。在计算衰减的处理阶段之前的初始阶段，对所述地图31建立一个预定的网格结构，在这样确定的地理网格的每一个网眼34，将其包括的地貌的数字化数据与网眼关联起来，这样就得到了一个描述地貌的矩阵数据库，或者说“马赛克”数据库，可以用在所述处理阶段中。

在实践中，由操作员或者计算机30定义所述网格结构，并将每个网眼34的地貌形状数据和地貌性质数据分别存储到所述模块32和33中。如前所述，这些数据区分了所述地貌，比如树林、建筑物等，一个总对应表可用来确定它们的无线电特性值，也就是说决定到达有关地貌的辐射的传播条件的参数。作为变型，所述传播参数值直接存储在所述模块33中，而不需要存储地貌类型。

在实践中由所述计算机30执行所述处理阶段，借助于描述小区1中的地貌比如41和42的位置和性质的立体地图数据库32、33，预先估计管理小区1的通信的无线基站11在小区1的无线电覆盖范围。

沿着预定的、在实践中是穿过空气的方向和传播条件，沿着从一原点位置开始的一个初始轨迹段例如11、41，计算机在该小区中虚拟地发射一道表示无线电传播条件的采样辐射。

通过读取所述数据库，计算机将轨迹段11、41与立体地图，准确地说在这里是模块32，的数据进行比较，以确定所述轨迹段的任何当前入射点的位置和性质，在本实施例中是入射一个地貌41。

根据有关地貌41的被描述的性质，计算机确定在所述在41的入射点以远的下游轨迹段41、42(衰减段52)上的新的传播条件。

需要时，对于下游轨迹段53、54上的其它入射，计算机重复前述两步骤一定次数。

根据从11到21的整个轨迹上的传播条件，计算机对轨迹上的任意选定点计算累积衰减，并针对一系列初始方向重复上述所有步骤，以对整个小区实施采样，从而得到一幅选定点的衰减图。

另外，在所述初始阶段已经预先建立了与地图31相应的网格结构的多个预定网眼34的局部独立描述数据的矩阵或者说马赛克形式的数据库32、33，这样，在处理阶段，允许：

--将当前点的位置与所述网格结构加以比较，确定出入射网眼34，并

--根据该入射网眼34的局部独立描述数据，计算入射(例如41-42段)之后的传播条件。

这样，从总体上，数据库32、33，尤其是在存储器33中，就描述了每一个网眼中的无线电局部各向异性，也就是所述辐射发生的畸变，比如偏转、衰减、衍射、极化等。对于每一网眼34，以某种方式确定了一个确定空间中的传播条件的各向异性椭球，该椭球有三个特征方向(direction propre)，例如横坐标、纵坐标的三个正交单位向量，比如本地纬线、子午线和铅垂线方向。

上述椭球事实上是多重的，因为它要描述地图上的传播的多个可变化值，允许根据入射角计算入射辐射的例如出射方向，或者根据入射出射两个方向计算穿过该网眼34的相应衰减。因此涉及一个各网眼的传播条件的变换矩阵。所述各网眼的数据由所述模块33中的独立区存储。

从而，从所述模块33中读取与所述入射网眼34相关联的合适的区，就可以迅速地根据进入轨迹段例如11、41确定离开该网眼的传播条件。具体来说，每网眼34一个比特位即可描述有关网眼34是否有障碍物。所述比特位可以与其它同类位一起存储在一个尺寸有限的可快速访问的寄存器中，通过直接读取该比特位，可以立即检测出没有障碍物的指示，计算机30就立即转入下一个网眼的检查而无需计算新的传播条件。这样，除了读取障碍物指示位之外，计算机30不访问描述无线电障碍的性质的数据模块33。这样，就没有必要在轨迹上逐个网眼计算当前点的衰减。事实上，只需要在有障碍物的情况下通过计算有关段的端点网眼34之间的距离来计算累积衰减。经验表明，平均半径为500米的小区的计算需要中等计算能力的计算机大约1分钟的时间。

在计算机30在地图31的空间中确定了或者计算出了入射辐射的角度之后，就可以从模块33中直接读取离开该网眼34的辐射的传播参数的所有对应值，如果所述辐射能够有效出射的话。

注意，由于地图31是立体的，数据的网格结构最好象在本实施例中一样如上所述在三个独立维度上划分。换句话说，可以在对应于一个竖直方向延伸的、在不同的(可能是每一个水平网眼34特有的)高度由平面或者其它面切割的空间的每一个水平网眼处，定义一个所谓水平网眼34的双向网格结构，以确定出体元，每一体元具有存储在模块33的一个区中的具体传播数据。在多数情况下，每个水平网格34有两个体元就足够了，在下的体元包括例如一栋建筑的全部，在上的体元对应于自由空间。相反地，在具有悬垂物的地貌的情况下，比如有拱的建筑或者桥，就在包含有关障碍物的体元下设置第三个自由传播的体元。

换句话说，对每一个网眼34，用一组在竖直方向延伸的像素列表示地图31，并切割所述像素列，形成立体网眼的堆积起来的体元，各有具体的数据。

在所述初始阶段结合进来的每一个网眼34的地貌特性或性质的描述数据可以对应于下述的一种或多种数据。

存储器32的地貌描述数据可由地貌的地理方位数据构成，例如指示出一个无线电反射面。如果知道入射轨迹的部分或者段，就能够通过计算得出反射后的下游轨迹部分的方向，下游轨迹部分与入射轨迹部分关于入射点处的反射面法线对称。在空气中，如果在第一Fresnel椭球(ellipsoide de Fresnel)中没有障碍物(直接传播)，在第一个500米轨迹上的场衰减接近约20dB/km，在此以远，该值取30dB/km。

图3示出的也是模块33中的一个矩阵数据表中的内容，所述内容以地图31的一部分的图形示意地表示，以便说明得更清楚。

图3图示了若干个水平网眼34，上面标出来由一建筑物占据的表面。该有关建筑物具有四面直线状的墙，标号为61到64，这四面墙形成梯形形状，有四个墙角或者说竖直棱65到68。

在模块33中，包括所述墙棱之一的四个网眼具有描述这些特征的数据。另外，还可以描述棱角的角度值甚至各边的方向。被所述墙61到64之一穿过的其它网眼包括描述这些特点的数据。这里，在实践中，这些数据描述有关墙面的方向，也就是其方位角方向。当涉及其它地貌例如自然地物时，还可以描述地貌的倾角。在同样的情况下，地貌的面方向的数据可以由地貌的法线来定义，例如用前述三维坐标来表示。

但是，为了限制模块33的大小，可以将地貌的方向数据限于方位角数据，在处理时，下游段反射辐射方向的计算将反射有关辐射的地貌视为竖直的--这是城市中的通常情况。

还可以在所述矩阵数据库的模块33中包含描述地物性质，比如树林、独立房屋住宅区等的数据。在处理时，系统30根据所描述的地物性质计算下游段上的传播条件。

在初始阶段，如果在矩阵数据库的模块33中包含了地貌的棱角数据，那么，在处理时，就可以根据所述棱角数据计算折射辐射下游段的方向。如上所述，折射通常是建筑物的角或者竖直棱引起的。但是，屋脊的棱和边也可以同样在模块33中加以描述，以便同样确定入射辐射的例如向下反射的折射方向。上述反射扩大了小区1的覆盖区的大小，因为反射使被折射的辐射传播到在直线传播的情况下为阴影区的地方。

在初始阶段，系统在存储器中将地貌衰减数据包含在所述矩阵数据库33中，在处理时，系统根据上述衰减数据确定辐射的衰减。

所述衰减数据可以涉及在地貌60上的反射，这些数据然后用于计算反射辐射的衰减，例如约7dB，该值取决于外表的形态学性质，比如玻璃、砖头，等等。

另外，或者替代地，所述衰减数据可以涉及穿过所述地貌41、42、60的传播，这些数据然后用来计算在这些地貌中传播的辐射的如图2所示的衰减。

具体来说，穿过所述地貌41、42的传播衰减数据另外可以包括传播介质过渡数据，描述透入地貌时的衰减，或者传播介质的改变，这些数据用来确定透入时的局部衰减，例如在空气/建筑物之间的透入。

图4类似于图3，但所示的俯视的建筑物70的形状简化了，在此为三角形，以便简化这里的说明。入射辐射81到达该建筑物70的一个面71上的一点，入射点位于该面71穿过的一个网眼34中。

根据模块33中该网眼的指示该面71的方位角方向、并表明有关网眼34完全被所述面71穿过的相应数据，计算机30确定出入射辐射81在该面上反射为辐射82，并计算反射辐射的出射方向，该方向与所述面71上的局部法线72形成一个角，该角与入射辐射81的角度相同并相对。

如图所示，反射辐射82事实上限定了附属辐射(rayon annexe)的波瓣的主方向，所述附属辐射环绕该主方向，在空间中形成一个立体角。事实上，辐射81激励其到达的区域，产生一个次级源，该次级源按照比通常的主源更为扩散的，也就是说更加各向异性的散射图散射电磁辐射。

为了更好地建立传播模型，在本实施例中，系统通过一种计算角度散射的算法，用特定衰减确定系列辐射82、83方向，形成入射辐射81在入射点以外的散射立体角。这可以涉及不均匀表面，比如建筑物的有窗和阳台的正面，反射的辐射，以及衍射的辐射。为了解释后者，假设一道入射辐射91在竖直棱区73的位置达到正面71。模块33中有关网眼34的数据描述了存在该棱，指出了出射辐射92的主衍射方向，以及附属衍射辐射93的立体角94。上述说明也适用于相对于垂直方向倾斜的棱。具体来说，可以将图4视为一个地貌的穿过叠置的水平网眼的垂直剖面。该图表明，衍射的辐射可以“栽”向地面，其所到达的空间原先可能以为是无线电阴影区。

注意，如果认为入射辐射81、91的截面与一个网眼34的大小相当，只会部分地受所述棱73影响，则所述模块33可以同时包含用于计算局部反射82的方向数据和计算折射辐射92的数据。

参见图5，在屋顶上的衍射衰减Ltàm(从屋顶到移动电话)可以按照下式计算：

Ltàm＝-16.9-10log(W)+10log(f)+20log(hb-Hm)

如果上述计算得到的值小于零，则视为等于零，其中：W为从基站11的天线看接收街道的宽度，F为以MHz为单位的频率，Hb为向移动电话21衍射的屋顶高度，Hm为移动电话天线高度。

为了进一步改善衰减评估的精度，在本实施例中，考虑在所述轨迹上的连续入射(51到55；81，82；91，92)，在第二次入射的情况下，为了确定该入射以后的传播条件，将所述辐射视为在第一次入射期间已被极化。事实上，经过建筑物正面反射或者折射的辐射至少部分地受到大致在垂直方向的极化。因此，由于没有水平极化分量(它们在第一次入射期间被消除了，并且占总衰减的大部分)，在以后的入射中，衰减的值会减小。因此，辐射可以说适应了障碍物。因此，平均来说，反射衰减在第一次反射时为7dB，在以后的反射中为3dB。

为了获得在建筑物的不同楼层的无线电覆盖范围数据，并为了处理上述的悬垂物的形状，在本实施例中，建立三维的地图或者衰减地图库。

为了避免徒劳地加长计算时间，所述系统对辐射的相继的入射计数，将总数与一个较高的阈值比较，如果达到了该阈值，就终止执行该方法的所述步骤。

基于同样的目的，补充地或者替代地，在每一次入射，系统计算累积衰减，将其与一个最大衰减阈值比较，当达到该阈值时，终止执行所述方法步骤。

注意，在本具体实施例的变型中，可以利用辐射的路径可逆原理(principe de retour inverse)，也就是说，通过如先前所述在整个小区1内移动终端21的位置，从任意终端21位置向基站11发射辐射。

但是，在同样的情况下，对于每一次试验，其成功与否存在一定的不确定性，因为，向基站11发出的辐射有可能被偏转，而相反地，在另一方向发射的辐射会受到地貌的偏转而到达基站。因此，应当考虑到可以预见的偏转，例如由接近终端21的有折射效应的建筑物屋顶造成的偏转，在包含该基站11的更大的立体角内进行更多次数的辐射发射。

这样，可以将基站11的一个位置作为原点位置，或者将所述小区1中的任意位置作为原点位置，辐射发射方向根据邻近地貌的位置和性质加以选择，以便该辐射通过所述基站11附近。这样，可以处理足够比例的计算。

所述方法尤其可以用于与(大)小区相接触或者包括在其中的微小区。考虑到大小区的天线的高度更大，其中的传播较少受到干扰，在其中进行的计算可以采用传统的传播方法进行。在这样根据本发明计算了与(大)小区相接触的微小区中的传播条件后，计算在该小区中的传播条件，并接下来进行平滑计算，在小区和微小区之间的边界区对两种计算结果进行平滑。

所述地图31在这里的地面网格间距沿着纬线方向和子午线方向约为5米。该地图可以对IGN的更小比例尺的高程图进行线性内插而获得，所述高程图有大致为边长50米的大正方形形状的网格，有除了地面高程之外还定义地貌位置和性质的向量数据库。所述计算系统按5米间距对所述高程图划分网格，将每一个大正方形分割成100个边长为5米的小正方形。由每一个小正方形限定的表面就确定了定义地貌位置和性质的一个相应的子集。

接下来，计算系统通过内插计算进行平滑，或者进行低通空间滤波。所述内插计算将有关正方形的相邻大正方形(行方向、列方向和对角线方向相邻)的上述高程数据考虑在内。这样，计算机30调整例如有关大正方形的平均地面高度数据，以便在其中为每个小正方形确定更有可能的局部值，从而获得一个高程数据子矩阵块，构成模块32的系列区之一。

其它全局性数据，例如对地物比如树林、独立房屋住宅区和空地等的描述，可以以这种方式计算。相反，更为局部性的、例如对于模块33描述建筑物正面方向的数据最好根据该地区的平面图，例如航空照片来建立。所述地物数据子矩阵块最好如同这里一样用地物高度数据的子矩阵块加以补充。所述高度最好由地物和地面的海拔高度的差确定。这样，所述模块32、33的数据就更精确、更新。

Claims (17)

1.一种通过一个小区(1)通信管理无线站(11)，利用描述了小区(1)内地貌(41、42)的位置和性质的立体地图数据库(32、33)，来预先评估移动电话网中小区(1)的无线电覆盖范围的方法，在该方法中，在一个处理阶段，由一个计算系统：

--在小区(1)中，从一个原点，根据预定的传播方向和传播条件，沿着一段初始轨迹(51)虚拟地发射一道表示无线电传播条件的采样辐射，

--通过访问数据库(32、33)，该计算系统将该轨迹段(51)与立体地图(31)的数据进行比较，以确定所述轨迹段(51)在地貌(41、42)上的任何当前入射点的位置和性质，

--根据所述数据库中描述的有关地貌(41、42)的性质，所述计算系统确定该入射点以远的下游轨迹段(52)上的新的传播条件，

--在需要时，针对下游轨迹段(52-55)上的其它入射，该计算系统重复前两个步骤一定次数，

--根据整个轨迹上的传播条件，计算系统确定轨迹上任意选定点的累积衰减，

--对于一系列初始方向，该计算系统重复上述步骤一定次数，以对整个小区(1)取样，这样确定出一个选定点衰减图，

该方法的特征在于，在一个初始阶段中：

--所述系统以直接存取的数据矩阵形式构造所述数据库(32、33)，所述数据是一个与所述地图(31)相应的网格结构的一系列预定网眼各自的地貌(41、42)的位置和性质的局部独立描述，

--所述系统将地貌的地理方位数据存储到所述矩阵数据库(32，33)中，

在所述处理阶段：

--将所述当前点的位置与所述网格结构进行比较，以识别出入射网眼，

--根据所述入射网眼的地貌的局部独立描述的数据计算在入射之后的传播条件，

--根据所述方位数据计算下游段(52)的反射辐射的方向。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储限于方位角数据，在处理时，下游段(82)反射辐射的方向的计算将反射地貌(71)视为竖直的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述矩阵数据库(32、33)中，包括说明地物性质的数据，在处理时，所述计算系统根据所述地物性质计算下游段(52)上的传播条件。

4.如权利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，在初始阶段，将与地貌的棱角(73)有关的数据结合到所述矩阵数据库(32、33)中，在处理时，所述计算系统根据所述棱角数据计算下游折射辐射段(92)的方向。

5.如权利要求1到4之一所述的方法，其特征在于，在初始阶段，将地貌(41、42)衰减数据存储到所述矩阵数据库(32、33)中，在处理时，所述计算系统根据所述衰减数据计算所述下游段上的传播衰减。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述衰减数据涉及地貌(41、42)上的反射，用于计算下游段(52)上的衰减。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述衰减数据涉及穿过地貌(41、42)的传播，用于计算在地貌中传播的辐射的衰减。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，穿过地貌(41、42)的传播衰减数据另外还包括传播介质过渡数据，这些数据说明地貌(41、42)的透入衰减，用来确定透入时的局部衰减。

9.如权利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，拥有计算入射后的辐射的角散射的算法，所述计算系统用特定的衰减计算下游段的一系列方向，形成所述辐射在所述入射点以远的散射立体角(84)。

10.如权利要求1到9之一所述的方法，其特征在于，所述系统计算轨迹上的连续入射次数，在第二次入射的情况下，在计算在该入射点以远的传播条件时，所述系统将所述辐射视为在第一次入射中已经极化。

11.如权利要求1到10之一所述的方法，其特征在于，所述系统计算轨迹上的连续入射次数，将总数与一个高阈值比较，在达到该阈值时，终止执行所述方法的各步骤。

12.如权利要求1到11之一所述的方法，其特征在于，对每一入射，所述系统确定累积衰减，将其与一个最大衰减阈值比较，在达到该阈值时，终止执行所述方法的各步骤。

13.如权利要求1到12之一所述的方法，其特征在于，以三维形式存储所述衰减图。

14.如权利要求1到13之一所述的方法，其特征在于，建立数据库(32、33)时，所述系统用在竖直方向扩展的一组像素列表示所述地图(31)，并分割所述像素列，构成按立体网格堆积的体元，每一个体元包含有特定的数据。

15.如权利要求1到14之一所述的方法，其特征在于，所述系统将基站位置(11)作为原点位置。

16.如权利要求1到14之一所述的方法，其特征在于，所述系统将该小区内的任意位置作为原点位置，并根据邻近地貌的位置和性质选择辐射的发射方向，使辐射通过基站(11)附近。

17.如权利要求1到16之一所述的方法，其特征在于，计算了与某个小区接触的微小区中的传播条件后，所述系统然后计算所述小区中的传播条件，并随后进行平滑计算，对所述两个计算的与小区和微小区之间的边界区有关的结果进行平滑。

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