專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線信道研究技術(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)已成為世界各國構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新模式和重塑國家長期競爭力的先導(dǎo)領(lǐng)域。發(fā)達(dá)國家通過國家戰(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)略主動權(quán)和發(fā)展先機。我國經(jīng)過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)被正式列為我國國家五大新興戰(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，我國出版的《物聯(lián)網(wǎng)白皮書》中對國內(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，國內(nèi)外針對物聯(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，對于底層物理層的關(guān)注相對較少。然而，物理層中的無線通信信道作為物聯(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?，才能在有限的資源內(nèi)盡可能高質(zhì)量的傳輸有用的信息。無線信道傳播建模正是解決上述問題的關(guān)鍵所在，是整個無線通信體系與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計的基礎(chǔ)與難點，其支撐著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、仿真和優(yōu)化設(shè)計，影響著物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點覆蓋范圍和鄰居節(jié)點度等重要物聯(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)的問題之一?，F(xiàn)有無線信道傳播建模研究大多基于蜂窩移動通信環(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、天線高度較低等特點，一定程度上并不適應(yīng)于傳統(tǒng)無線通信信道已取得的研究方法和研究成果。所以，針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境，需要重新建模以滿足特定條件下的無線傳輸需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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偏差。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(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(I)建立近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗模型的原始測試數(shù)據(jù)優(yōu)化采集方案；(2)使用用于估計近距離物聯(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)估計方案，估計路徑損耗模型參數(shù)；
其中，所述用于估計近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性的新型路徑損耗模型為L(d)=alg2d+blgd+c+x，其中，d代表信號接收端與信號發(fā)送端之間的距離，L(d)代表信號收發(fā)距離為d米時的路徑損耗值，a、b、c代表新型路徑損耗模型待估計參數(shù)，X代表隨機噪聲干擾。 所述步驟(I)中，近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗模型的原始測試數(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線待測定信號信號源位置；使用配備發(fā)射天線的信號發(fā)生器產(chǎn)生無線帶測定信號，設(shè)定無線帶測定信號中心頻率、帶寬、信號強度、調(diào)制方式；選取待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點位置；使用頻譜分析儀讀取并記錄各個待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點接收到的待測定信號信號強度。在近距離為100米時，所述待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點的位置設(shè)置如下在收發(fā)距離0-1米階段每0. 25米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離1-10米階段每0. 5米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離10-30米階段每I米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離30-70米階段每2米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離 70-100米階段每3米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點。所述各個待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點做100次獨立接收數(shù)據(jù)記錄。所述步驟(3)中的參數(shù)估計方案為
權(quán)利要求
1.一種近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，其特征在于，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試數(shù)據(jù)優(yōu)化采集方案； (2)使用用于估計近距離物聯(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)估計方案，估計路徑損耗模型參數(shù)； 其中，所述用于估計近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性的新型路徑損耗模型為L(d)=alg2d+blgd+c+x，其中，d代表信號接收端與信號發(fā)送端之間的距離，L(d)代表信號收發(fā)距離為d米時的路徑損耗值，a、b、c代表新型路徑損耗模型待估計參數(shù)，X代表隨機噪聲干擾。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗模型的原始測試數(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線待測定信號信號源位置；使用配備發(fā)射天線的信號發(fā)生器產(chǎn)生無線帶測定信號，設(shè)定無線帶測定信號中心頻率、帶寬、信號強度、調(diào)制方式；選取待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點位置；使用頻譜分析儀讀取并記錄各個待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點接收到的待測定信號信號強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，其特征在于，在近距離為100米時，所述待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點的位置設(shè)置如下在收發(fā)距離0-1米階段每0. 25米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離1-10米階段每0. 5米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離10-30米階段每I米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離30-70米階段每2米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點，在收發(fā)距離70-100米階段每3米選取一測定信號數(shù)據(jù)接收測試點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，其特征在于，所述各個待測定信號數(shù)據(jù)接收測試點做100次獨立接收數(shù)據(jù)記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中建立路徑損耗模型的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的參數(shù)估計方案為
全文摘要
本發(fā)明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，包括以下步驟建立近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗模型的原始測試數(shù)據(jù)優(yōu)化采集方案；使用用于估計近距離物聯(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；使用用于估計近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性的新型路徑損耗模型參數(shù)估計方案，估計路徑損耗模型參數(shù)。本發(fā)明能夠高效地估計近距離物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境路徑損耗特性、顯著地減少路徑損耗估計偏差。
文檔編號H04W16/22GK102752764SQ20121021107
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者張唯易, 張 誠, 朱建鋼, 王營冠, 田文強, 高丹 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所