[发明专利]一种基站辐射范围的快速计算与更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间分析算法领域，尤其是一种基站辐射范围的快速计算与更新方法。

背景技术

由于用户在基站上的登录位置实际是所在基站的位置，是固定的、离散的高密度点信息，无法真实反映用户实际所处位置，相比而言，通过基站辐射范围可以更为准确地定位用户位置。

基站辐射范围一般以蜂窝网络表示，蜂窝网原理和Voronoi图原理本质上趋于一致，可以采用Voronoi图相关算法来构建基站理论辐射范围。实际上，理论上蜂窝状信号覆盖网络并不存在，受制于基站建设点的限制，基站辐射范围往往为不规则网络。

Voronoi图也称泰森多边形，对于泰森多边形的生成，采用生成速度更接近线性时间的基于Delaunay三角网算法；对于泰森多边形的更新，则以Delaunay三角网更新为基础，其中，Delaunay三角网更新主要包括点插入更新和点删除更新。对于点插入更新，采用时间效率较高的方法：确定外接圆包含插入点的三角形构成的影响域，将插入点与影响域边界节点连接，对影响域整体进行LOP优化。对于点删除更新，国内外相关研究很多，Aggarwal最早提出了点删除算法，但计算复杂，应用很少。Heller提出了最小外接圆的点删除算法，Devillers对Heller算法进行改进，并纠正Heller的错误，提出了凸耳权值点删除算法，计算效率较高，但由于凸耳定义严格，动态编辑过程中凸耳队列的更新维护比较复杂，在一定程度上影响了计算效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基站辐射范围的快速计算与更新方法，能够快速的更新基站理论辐射范围，有利支撑基站理论辐射范围定位基站上登录用户的手段，辅助实现对基站上登录用户更为准确的定位。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基站辐射范围的快速计算与更新方法，包括如下步骤：

(1)以初始三角形为基础，计算与更新Delaunay三角网；

(2)计算与更新Delaunay三角形的网格索引与拓扑关系；

(3)基于Delaunay三角网与Voronoi图生成算法，计算与更新Voronoi图；

(4)结合Voronoi图与基站辐射方向，计算与更新基站理论辐射范围；

(5)依据包含基站的最小外接矩形，对基站理论辐射范围进行裁剪。

优选的，步骤(1)中，初始三角形为包含点集的最小外接矩形的外接等边三角形。

优选的，步骤(2)中，计算与更新Delaunay三角形的网格索引与拓扑关系具体包括如下步骤：

(21)根据全球地理范围建立网格；

(22)对点集的凸包三角化，生成初始三角形，并以三角形重心为标识，对生成的三角形进行网格索引；

(23)依次将点集中每个点内插到三角网，依据空圆准则更新三角网，并对三角网中的三角形进行网格索引和拓扑关系的计算与更新。

优选的，步骤(4)中，计算基站理论辐射范围具体包括如下步骤：

(41)基于Delaunay三角网，以接近线性的速度，为每个基站生成Voronoi图，作为其理论辐射范围；

(42)对于同一位置有辐射方向的多个基站，其组合方向是全方向，则每个基站的理论辐射范围为其对应Voronoi图在其辐射方向上的部分。

优选的，步骤(4)中，更新基站理论辐射范围包括基站插入的更新和基站删除的更新。

优选的，对于基站插入，先判断是否需要扩充Delaunay三角网范围，再进行基站插入；判断是否需要扩充Delaunay三角网范围具体为：a、将待插入基站构成点集，对该点集的凸包三角化，生成新三角形；b、判断初始三角形是否包含新三角形，若不包含，将待插入基站与初始三角形顶点构成点集，对该点集的凸包三角化，生成新三角形，将新三角形顶点作为初始三角形顶点，更新三角网中与该顶点关联的三角形，同时更新其网格索引与拓扑关系。

优选的，基站插入分为在已有基站的位置上插入基站和在新位置上插入基站，在已有基站的位置上插入基站无须更新Voronoi图，在新位置上插入基站则要更新Voronoi图。