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内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:基于视觉识别的5G基站用天线角度智能调节装置
学校名称:武汉城市学院
参赛队伍:雷宇科的好队伍
参赛学生:雷宇科 尤江鸿 张能攀  
指导老师:王祖法  

详细说明

对于建设5G工作来讲,基站天线方位角、下倾角、经纬度、挂高等工作参数的获取和调整是网络优化的核心和关键,它们决定了无线信号业务覆盖的好坏。目前国内外对基站上的天线姿态调整方法无非两种,一种是依靠人工方式,通常通过让具有登高作业资质的维护工人攀爬到铁塔或楼顶的天线平台上用简陋的水平尺和指北针进行测量;如果需要变更角度,则是通过重新紧固螺丝的方法实施。此种方式不但落后,而且作业风险性大,受物业关系、天气因素限制较大,并且操作繁琐低效,所获取数据误差大。这种天线调节方式,不能快速发现天线姿态存在问题,只能通过人工巡检或用户举报来获取信息,获取信息面窄,无法及时有效的调整天线姿态解决问题。第二种天线姿态调整的方式采用电动机进行调节,虽然解决了工人高空工作的风险,但是远程操控无法准确地获取天线的姿态,从而导致调整的精度也就比较低,而且随着5G时代的到来,5G信号覆盖范围小所以会采用大量的微基站进行5G信号覆盖,这样就导致采用第二种方式进行天线姿态调整,也会使工作人员具有较大的工作量。而且5G基站的密度较大,难以避免出现部分区域重复覆盖,基站空载耗电现象。所以我们研制了基于机器学习的天线自动调整装置,该装置通过红外线成像来判定移动终端的方位,进而调整天线辐射方向,实现无线信号的智能调整和覆盖。

(1)    通过使用红外线成像装置获取预设范围的红外线图像信息;

(2)    对所述红外线图像信息进行分析与处理,得到移动终端分布的密度信息;

(3)    根据密度信息,控制天线转动对应角度。

(4)    中央处理器再控制红外线成像装置拍摄预设范围的红外线图像。

由于红外线成像装置是转动拍摄,因此预设范围可以是任一扇形区域,包括圆周区域。然后中央控制器通过对拍摄的红外线图像进行算法分析,通过分析图像中辐射的红外能量信号强弱分布以及红外能量信号强弱对应的面积大小情况,来判定人所处的位置,通过判定人所处的位置,即可判定移动终端大致的所处位置。然后再根据红外成像所评估出的人流较密集的地方,即移动终端密度较大的地方,转动天线,让天线辐射主瓣方向对准该方向。让大部分天线辐射出去的能量对准移动终端所在的方向,实现信号的智能调整和覆盖,最大限度保证信号的通畅,提升移动服务质量。基于机器学习由于基站安装在固定的区域,终端的密度分布具有规律性,装置可以基于机器学习更加快速合理地分配微基站的覆盖范围,并不断优化算法,实现智能调整和精确覆盖