[发明专利]基于网格化小面积原理和遗传算法的基站设备平面化优化布局方法

说明书

发明公开了一种基于网格化小面积原理和遗传算法的基站设备平面化优化布局方法。该方法提出了一种利用网格化划分平面被覆盖区域，并利用微分学小面积原理近似计算覆盖面积，同时，运用遗传算法优化基站类设备在该平面被覆盖区域的空间分布的方法，以解决目前相关领域设备布局时主要靠经验方法从而导致覆盖效率低，覆盖交叉范围多，设备资源浪费等问题。所提方法通过网格化划分定位被覆盖区域坐标，确定“可能”的设备安装点坐标位置；采用蒙特卡洛方法模拟近似计算设备信号覆盖交叉区域的面积；采用微分原理小面积近似的方法计算边缘区域的信号覆盖面积；利用遗传算法优化设备的安装数量和安装位置，从而实现平面区域信号覆盖面积最大化与设备安装数量之间的最优性价比。

技术领域

本发明涉及平面区域优化布局领域，特别是涉及一种基于网格化小面积原理和遗传算法的基站设备平面化优化布局方法。

背景技术

近年来，伴随着5G技术、智慧安防等技术的快速发展和不断推广，基站(5G基站、全景摄像头基站等)设施的布置越来越广泛。传统的尤其是室内或园区WiFi、摄像头等基站的布置往往由设计人员根据经验进行规划布局，这种方式存在覆盖效率低，覆盖交叉范围多，设备资源浪费等问题。

发明内容

出于有效的提高基站的布置效率，降低覆盖交叉范围的比例，提高设备的利用效率，降低项目整体建设成本的考虑，结合现有的机器学习和以及计算机辅助设计的方法，本发明提出了一种基于网格化小面积原理和遗传算法的基站设备平面化优化布局方法，以解决目前平面区域优化布局领域设备布局时主要靠经验方法从而导致覆盖效率低，覆盖交叉范围多，设备资源浪费等问题。本发明所采用的技术方案如下：

基于网格化小面积原理和遗传算法的基站设备平面化优化布局方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤(1)：网格化布局区域，假设布局区域如图1中阴影区域所示。具体包括以下子步骤：

(1.1)以布局区域的最下端和最左端分别作为网格坐标系的x轴和y轴；

(1.2)网格化所用网格采用单位长度e作为一个网格长度；

(1.3)建立布局区域边界坐标矩阵其中num_border为布局区域边界与网格交点的序号；x_border为布局区域边界与网格交点的横坐标；y_border为布局区域边界与网格交点的纵坐标；根据网格坐标的特点可知，num_border∈N，x_border,y_border∈R⁺；

步骤(2)根据实际情况确定“可能”安装基站设备的点，且其覆盖范围为360°；其覆盖半径为整数倍的网格单位长度，R＝n×e，且根据设备的实际能力，确定n为属于自然数集的一个自然数定值n∈N；网格化后，确定这些区域的设备坐标矩阵其中假设这些点只能坐落在网格的交点位置；不在交点位置的选择距离其最近的交点位置作为其坐标位置；

步骤(3)：采用遗传算法求取安装基站设备的数量m和位置以实现最优化。

具体包括以下子步骤：

(3.1)生成基站设备初始数量，对应“可能”安装基站设备生成“实际”设备坐标位置点矩阵B_location。具体步骤如下：

I.随机生成安装基站设备的数量且m∈N；

II.从范围内，随机选择m个正整数(z₁,z₂,…,z_m)，作为选中的安装设备的初始点位；