[發明專利]一種基于衍射理論的無線鏈路建模與質量評估方法

在審

• 申請號: 201811580900.2
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN111355540A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 覃偉中;謝剛;羅重春;劉元安;徐燕平;王衛民;朱彤;吳帆;葉衛民;袁健
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;北京郵電大學
• 主分類號: H04B17/318
• 分類號: H04B17/318;H04B17/391;H04W16/18;H04W24/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

1.一種基于衍射理論的無線鏈路建模與質量評估方法，主要包括計算接收信號強度、評估鏈路質量等步驟，其特征在于：接收信號強度的計算是采用基于衍射理論的方法，該方法通過建立傳播環境的3D-CAD模型，計算接收端的接收信號強度，其方法過程如下：

S1，繪制傳播環境的3D-CAD模型：相比于視距路徑沒有阻塞的鏈路，不存在清晰的視距路徑的無線鏈路接收到的信號功率要經歷更嚴重的衰減，由于障礙物受到的衰減與收發端兩端的距離是不相關的，造成接收信號衰減的障礙物大多數分布在菲涅爾第一第二區域(即主要傳播電場能量的區域)，繪制出傳播環境的3D模型便于分析由于障礙物的存在帶來的衰減；

S2，計算路徑損耗：當收發端天線之間的距離較遠時，由于地面反射會有路徑損耗，根據發送端與接收端天線距離地面的高度計算菲涅爾距離(即路徑衰減門限距離)：d_F＝2h_ah_b/a₀，a₀指接收信號波長，當收發送端的天線之間的距離小于菲涅爾距離時，即d≤dF,路徑衰減可忽略不計，否則需計算路徑衰減：L＝10(c-2)log₁₀(1+d/dF),c為路徑衰減因子，經驗取值2.5，d為收發端天線的距離；

S3，計算障礙物損耗：計算障礙物所在位置的菲涅爾區域的半徑：n指第n菲涅爾區域，q₁為障礙物1距離發送端天線的距離，由于場波能量主要在菲涅爾第一第二區域傳播，所以根據在這兩個區域中的障礙物計算接收端經衰減剩余后的場強比例：E_free指無障礙物時在接收端的場強，當存在多個障礙物時計算障礙物引起的衰減p＝-20log₁₀|E/E_free|；

S4，計算接收信號強度：基于上述計算結果，計算接收端的接收信號強度：g＝g₀-20log₁₀(1+d/d₀)-L-p。

2.如權利要求1所述的基于衍射理論的無線鏈路建模與質量評估方法，其特征在于：所述的評估鏈路質量方法過程如下：

S5，對鏈路進行分類：根據對鏈路的菲涅爾區域中的障礙物的大小和密度將鏈路進行分類，每一類對應于一個障礙物衰減p，得出一個鏈路模型；

S6，評估鏈路質量：根據傳播環境判斷所屬鏈路類別，并根據建立的鏈路模型判斷鏈路是否可靠。