李坡　趙一紅

【摘要】地理信息系統(tǒng)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興學(xué)科。隨著第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃對于地理信息系統(tǒng)的需求顯得越來越迫切。其中，數(shù)字地圖為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了基礎(chǔ)的平臺，地理信息系統(tǒng)中的空間分析功能則為鏈路預(yù)算、覆蓋預(yù)測提供了有效的方法和手段。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng) 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 應(yīng)用 研究

【中圖分類號】U475 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0082-01

無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化是一項(xiàng)循序漸進(jìn)、不斷深化的持續(xù)性系統(tǒng)工程。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化包含覆蓋優(yōu)化、話務(wù)量優(yōu)化、設(shè)備優(yōu)化、干擾信號分析以及資金優(yōu)化使用等一系列優(yōu)化方式，各種優(yōu)化方式的綜合形成了網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)化，并貫穿于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的全過程。綜合分析移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的業(yè)務(wù)層面，G1S技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化中的應(yīng)用可歸納為以下五個范疇，可視化管理、模型化預(yù)測、定量化分析、智能化診斷、科學(xué)化決策。

1 G1S技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?jié)L動規(guī)劃是通過對市場需求的預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀以及通信技術(shù)發(fā)展情況的分析，對企業(yè)近幾年內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展、建設(shè)的規(guī)劃，對企業(yè)的長期發(fā)展具有重要的意義。但是規(guī)劃所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集工作量巨大，網(wǎng)絡(luò)滾動規(guī)劃工作的第一個步驟就是收集網(wǎng)絡(luò)各個專業(yè)的原始數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。在以往的滾動規(guī)劃工作中，需要各個專業(yè)的人員對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行手工統(tǒng)計(jì)，不僅工作量大，而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也無法保證。滾動規(guī)劃編制初稿一般需要較長的時間完成，而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集、整理、核對占用了大半的時間。在建立資源管理系統(tǒng)后，充分利用資源管理系統(tǒng)的資源優(yōu)勢，通過增加資源管理系統(tǒng)的功能，可以迅速準(zhǔn)確地提供滾動規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)，大大減少數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的工作量，提高工作效率，集中精力對網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢進(jìn)行認(rèn)真的研究。

1.1可視化管理

GIS技術(shù)所提供的空間定位基準(zhǔn)，可以有效組織專題數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)資源位置、鄰小區(qū)關(guān)系、話務(wù)量分布、信號覆蓋范圍等信息，客觀地再現(xiàn)基站、小區(qū)等網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)際分布，充分體現(xiàn)整個無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和資源配置。同時又可以提供友好靈活的人機(jī)交互接口，即以專題數(shù)字地圖作為操作背景，顯示出無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化后所得到的覆蓋圖、干擾圖等結(jié)果數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)專題數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)資源分布以及分析結(jié)果數(shù)據(jù)的可視化管理。

1.2模型化預(yù)測

GIS技術(shù)可以對真實(shí)自然的地理環(huán)境精確建模。以奪間數(shù)據(jù)模型為信息載體，按照無線電波沿距離和時間的衰減規(guī)律，以及受地形地物因素影響的傳導(dǎo)損耗，快速建立無線電波傳播模型。結(jié)合大量實(shí)測數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)氐木唧w情況，可以進(jìn)一步調(diào)整預(yù)測模式，找到適合實(shí)際的參數(shù)因子，幫助修正預(yù)測模型算法，使得預(yù)測模型更為靈活和精確。

1.3定量化分析

借助于GIS技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)測模型以及專題數(shù)字地圖，并結(jié)合基站選擇、天線方位和射頻場強(qiáng)等相關(guān)參數(shù)設(shè)置，可以計(jì)算出各點(diǎn)位電波經(jīng)干擾與衰減后的信號場強(qiáng)。運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，依據(jù)預(yù)測精確計(jì)算結(jié)果，可以進(jìn)行定量的總體覆蓋分析、網(wǎng)絡(luò)干擾分析、鄰小區(qū)分析、指定小區(qū)場強(qiáng)覆蓋分析、最佳服務(wù)區(qū)域分析、次佳服務(wù)區(qū)域分析和切換區(qū)域分析等。

1.4智能化診斷

根據(jù)移動通信網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)監(jiān)測和實(shí)際路測，結(jié)合基于GIS技術(shù)的定量化分析，可以確定無線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)存在的客觀問題。針對測試區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時信號場強(qiáng)、通話質(zhì)量、時間提前量以及干擾情況等測試數(shù)據(jù)，依靠GIS技術(shù)進(jìn)行智能型無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和分析診斷，建立與基站和小區(qū)數(shù)據(jù)的自動關(guān)聯(lián)，從而對無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試、分析和評估。指出發(fā)生嚴(yán)重話務(wù)擁塞和掉話區(qū)域，快速定位問題基站，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在的問題區(qū)域和影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量的直接原因，并自動生成規(guī)定格式的詳細(xì)診斷報告。

1.5科學(xué)化決策

綜合數(shù)據(jù)倉庫、知識庫技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)資源，GIS技術(shù)可以將綜合分析評價結(jié)果作用于數(shù)字地圖上，直觀地用圖形界面予以表達(dá)。輔以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和調(diào)整設(shè)備配置等技術(shù)手段，能夠及時模擬網(wǎng)絡(luò)參數(shù)指標(biāo)調(diào)整后的發(fā)展情況，定量預(yù)測未來變化趨勢，從而得出解決問題的可能方案。

2 基于GIS的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃具體內(nèi)容

2.1傳播模型的校正

傳播模型是移動通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)，傳播模型的準(zhǔn)確與否關(guān)系到小區(qū)規(guī)劃是否合理，運(yùn)營商是否以比較經(jīng)濟(jì)合理的投資滿足了用戶的需求。因此，根據(jù)基站類型、地形地貌數(shù)據(jù)等，結(jié)合路測數(shù)據(jù)，校正傳播模型，建立合適有效的傳播模型，并直觀地顯示給網(wǎng)優(yōu)人員。

2.2基于地理信息的通信網(wǎng)場強(qiáng)覆蓋分析

基于GIS技術(shù)的通信規(guī)劃軟件所使用的地圖數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)地圖，把影響到電磁波傳播的地形地貌地物等轉(zhuǎn)化為可視化屬性，將必要的信息通過地圖顯示出來，如基站、天線類型及天線方向等，通過傳播模式計(jì)算不同邊界場強(qiáng)的覆蓋半徑，并用不同的顏色來充色不同場強(qiáng)的覆蓋區(qū)域，直觀演示場強(qiáng)覆蓋的優(yōu)劣。

2.3基于地物地貌性質(zhì)和電磁波傳播特性的仿真分析

移動通信是以電磁波傳播的方式進(jìn)行通信的。電磁波的傳播特性是移動通信的基礎(chǔ)。由發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波在到達(dá)接收機(jī)（手機(jī)等）之前不僅存在和其它大氣層傳播所遇到的相當(dāng)嚴(yán)重的傳播路徑損耗，而且還受到地面?zhèn)鞑ヂ窂綋p耗的影響。地面?zhèn)鞑ヂ窂綋p耗受地形地貌、建筑物、水域、移動物體和植被等環(huán)境因素的影響，從而產(chǎn)生多徑衰落和時延擴(kuò)散等。仿真分析還設(shè)計(jì)到了傳播模型的設(shè)計(jì)，對于特定的環(huán)境要選定適合自己的傳播模型。

3 結(jié)束語

近年來，地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，另一方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進(jìn)的工具和手段都為地理信息系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。實(shí)踐證明，GIS在各行各業(yè)中的應(yīng)用，都帶來了不同的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，在信息通信行業(yè)也不會例外。數(shù)字地圖為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了基礎(chǔ)的平臺，地理信息系統(tǒng)中的空間分析功能則為鏈路預(yù)算、覆蓋預(yù)測提供了有效的方法和手段。未來的信息通信領(lǐng)域，GIS都將成為一種有效的管理手段，尤其隨著第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃對于地理信息系統(tǒng)的需求會越來越迫切。相信很快，GIS將會成為人們辦公和社會生活中不可缺少的一種手段。

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