[發明專利]無線傳感器網絡的信道模型構建方法及仿真方法

有效

• 申請號: 201510028528.4
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN105871486B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 唐瑋圣;魏建明;馬皛源;包開陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04W24/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

1.一種無線傳感器網絡的信道模型構建方法，其特征在于，所述信道模型構建方法包括：

在測試區域設置一發射節點，并在與所述發射節點相距一定距離處設置接收節點；

獲取發射節點與接收節點在相距所述一定距離時的接收信號強度；

調整發射節點與接收節點之間的高度，水平距離和方向，獲取不同高度、水平距離和方向下的多個接收信號強度；發射節點與接收節點之間的方向為：將以發射節點為圓心、發射節點與接收節點之間的水平距離為半徑形成的圓分成四等份的四個分割線方向；

根據多個接收信號強度獲取傳播路徑損耗；

根據所述傳播路徑損耗和發射節點與接收節點之間的距離構建信道模型，即對數距離路徑損耗模型：

Lp(d)=Lp(d0)+10n lg(dd0)+Xσ;]]>

其中，d₀為發射節點與接收節點之間的最小水平距離；d為發射節點與接收節點之間的水平距離；L_p(d)為發射節點與接收節點之間的距離為d時的傳播路徑損耗；L_p(d₀)為發射節點與接收節點之間的距離為d₀時的傳播路徑損耗；n為路徑損耗指數；X_σ為由陰影衰落引起的樣本標準差。

2.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡的信道模型構建方法，其特征在于，發射節點與接收節點之間的水平距離范圍為1m～100m。

3.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡的信道模型構建方法，其特征在于，發射節點與接收節點之間的相對高度范圍為5cm～1m。

4.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡的信道模型構建方法，其特征在于，獲取發射節點與接收節點之間高度、水平距離和方向任意組合下的接收信號強度。

5.根據權利要求4所述的無線傳感器網絡的信道模型構建方法，其特征在于，以發射節點與接收節點在同一高度、同一方向、不同水平距離下獲取的多個接收信號強度為一組數據，獲取每一組數據的平均值，根據所述對數距離路徑損耗模型進行擬合分析，獲取由陰影衰落引起的樣本標準差和路徑損耗指數。

6.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡的信道模型構建方法，其特征在于，根據以下公式獲取傳播路徑損耗：P_r＝P_t-L_p(d)；其中，P_t為發射節點的發射功率，P_r為接收節點的接收功率，L_p(d)為傳播路徑損耗；接收功率P_r通過接收信號強度獲取，發射功率P_t為固定值。

7.一種利用權利要求1～6所述的無線傳感器網絡的信道模型構建方法實現的無線傳感器網絡的仿真方法，其特征在于，所述仿真方法包括：

判斷用于無線傳感器網絡仿真的COOJA仿真平臺中的節點庫中是否存在所述測試區域內的發射節點和接收節點，若是，則直接接著執行以下步驟，若否，則將所述測試區域內的發射節點和接收節點加入COOJA仿真平臺中的節點庫中；

將獲取的所述對數距離路徑損耗模型寫入COOJA場景文件；

加載測試所用的發射節點、接收節點以及所述COOJA場景文件，以模擬仿真所需的地形環境下的無線傳感網絡。

8.根據權利要求7所述的無線傳感器網絡的仿真方法，其特征在于，將所述測試區域內的發射節點和接收節點加入COOJA仿真平臺中的節點庫中具體包括：在COOJA的目錄中分別添加發射節點和接收節點使用的處理器和使用的射頻芯片。