[發(fā)明專(zhuān)利]一種近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210211073.6
• 申請(qǐng)日: 2012-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102752764A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田文強(qiáng);張誠(chéng);朱建鋼;高丹;張唯易;王營(yíng)冠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/22
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/22
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)信道研究技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)已成為世界各國(guó)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新模式和重塑?chē)?guó)家長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)領(lǐng)域。發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)國(guó)家戰(zhàn)略指引、政府研發(fā)投入、企業(yè)全球推進(jìn)、應(yīng)用試點(diǎn)建設(shè)、政策法律保障等措施加快物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，以搶占戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)和發(fā)展先機(jī)。我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的努力也已具備一定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，2009年聯(lián)網(wǎng)被正式列為我國(guó)國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，并以建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、智慧/智能城市建設(shè)和應(yīng)用示范等為標(biāo)志，形成了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展熱潮。2011年，我國(guó)出版的《物聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)》中對(duì)國(guó)內(nèi)外的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行全面深入的梳理和分析，進(jìn)一步肯定了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的戰(zhàn)略重要性。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究主要集中在網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的構(gòu)建，對(duì)于底層物理層的關(guān)注相對(duì)較少。然而，物理層中的無(wú)線(xiàn)通信信道作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信的傳輸媒介，卻恰恰是物聯(lián)網(wǎng)體系的根基所在，信道性能的優(yōu)劣將直接影響物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和時(shí)效性，決定物聯(lián)網(wǎng)整體服務(wù)體系的質(zhì)量。因此，只有十分清楚地了解物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境實(shí)際信道特性之后，才能根據(jù)信道特性采取一系列的抗干擾和抗衰落措施，從而保證傳輸質(zhì)量和傳輸?shù)娜萘糠矫娴囊螅拍茉谟邢薜馁Y源內(nèi)盡可能高質(zhì)量的傳輸有用的信息。

無(wú)線(xiàn)信道傳播建模正是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵所在，是整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信體系與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與難點(diǎn)，其支撐著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)，影響著物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍和鄰居節(jié)點(diǎn)度等重要物聯(lián)網(wǎng)指標(biāo)參數(shù)，是急需解決的物聯(lián)網(wǎng)重要基礎(chǔ)的問(wèn)題之一。現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)信道傳播建模研究大多基于蜂窩移動(dòng)通信環(huán)境建立，而物聯(lián)網(wǎng)通信環(huán)境由于其自身環(huán)境多變復(fù)雜、載波頻率較高、天線(xiàn)高度較低等特點(diǎn)，一定程度上并不適應(yīng)于傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信信道已取得的研究方法和研究成果。所以，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境，需要重新建模以滿(mǎn)足特定條件下的無(wú)線(xiàn)傳輸需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，能夠高效地估計(jì)近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性、顯著地減少路徑損耗估計(jì)偏差。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，包括以下步驟：

（1）建立近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗模型的原始測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)化采集方案；

（2）使用用于估計(jì)近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性的新型路徑損耗模型建立方案，建立路徑損耗模型；

（3）使用用于估計(jì)近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性的新型路徑損耗模型參數(shù)估計(jì)方案，估計(jì)路徑損耗模型參數(shù)；

其中，所述用于估計(jì)近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性的新型路徑損耗模型為L(zhǎng)(d)=alg²d+blgd+c+χ，其中，d代表信號(hào)接收端與信號(hào)發(fā)送端之間的距離，L(d)代表信號(hào)收發(fā)距離為d米時(shí)的路徑損耗值，a、b、c代表新型路徑損耗模型待估計(jì)參數(shù)，χ代表隨機(jī)噪聲干擾。

所述步驟（1）中，近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗模型的原始測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)化采集方案具體步驟如下：選取固定位置作為無(wú)線(xiàn)待測(cè)定信號(hào)信號(hào)源位置；使用配備發(fā)射天線(xiàn)的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)帶測(cè)定信號(hào)，設(shè)定無(wú)線(xiàn)帶測(cè)定信號(hào)中心頻率、帶寬、信號(hào)強(qiáng)度、調(diào)制方式；選取待測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)位置；使用頻譜分析儀讀取并記錄各個(gè)待測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)接收到的待測(cè)定信號(hào)信號(hào)強(qiáng)度。

在近距離為100米時(shí)，所述待測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)的位置設(shè)置如下：在收發(fā)距離0-1米階段每0.25米選取一測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)，在收發(fā)距離1-10米階段每0.5米選取一測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)，在收發(fā)距離10-30米階段每1米選取一測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)，在收發(fā)距離30-70米階段每2米選取一測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)，在收發(fā)距離70-100米階段每3米選取一測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)。

所述各個(gè)待測(cè)定信號(hào)數(shù)據(jù)接收測(cè)試點(diǎn)做100次獨(dú)立接收數(shù)據(jù)記錄。

所述步驟（3）中的參數(shù)估計(jì)方案為：