[发明专利]一种近距离物联网环境中建立路径损耗模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线信道研究技术领域，特别是涉及一种近距离物联网环境中建立路径损耗模型的方法。

背景技术

当前，物联网已成为世界各国构建经济社会发展新模式和重塑国家长期竞争力的先导领域。发达国家通过国家战略指引、政府研发投入、企业全球推进、应用试点建设、政策法律保障等措施加快物联网发展，以抢占战略主动权和发展先机。我国经过多年的努力也已具备一定的物联网应用、技术和产业基础，2009年联网被正式列为我国国家五大新兴战略性产业之一，并以建设物联网产业园区、智慧/智能城市建设和应用示范等为标志，形成了物联网发展热潮。2011年，我国出版的《物联网白皮书》中对国内外的物联网发展进行全面深入的梳理和分析，进一步肯定了物联网技术的战略重要性。

目前，国内外针对物联网的研究主要集中在网络层和应用层的构建，对于底层物理层的关注相对较少。然而，物理层中的无线通信信道作为物联网系统通信的传输媒介，却恰恰是物联网体系的根基所在，信道性能的优劣将直接影响物联网系统的可靠性和时效性，决定物联网整体服务体系的质量。因此，只有十分清楚地了解物联网环境实际信道特性之后，才能根据信道特性采取一系列的抗干扰和抗衰落措施，从而保证传输质量和传输的容量方面的要求，才能在有限的资源内尽可能高质量的传输有用的信息。

无线信道传播建模正是解决上述问题的关键所在，是整个无线通信体系与网络协议设计的基础与难点，其支撑着网络的规划、仿真和优化设计，影响着物联网节点覆盖范围和邻居节点度等重要物联网指标参数，是急需解决的物联网重要基础的问题之一。现有无线信道传播建模研究大多基于蜂窝移动通信环境建立，而物联网通信环境由于其自身环境多变复杂、载波频率较高、天线高度较低等特点，一定程度上并不适应于传统无线通信信道已取得的研究方法和研究成果。所以，针对物联网应用环境，需要重新建模以满足特定条件下的无线传输需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种近距离物联网环境中建立路径损耗模型的方法，能够高效地估计近距离物联网环境路径损耗特性、显著地减少路径损耗估计偏差。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种近距离物联网环境中建立路径损耗模型的方法，包括以下步骤：

（1）建立近距离物联网环境路径损耗模型的原始测试数据优化采集方案；

（2）使用用于估计近距离物联网环境路径损耗特性的新型路径损耗模型建立方案，建立路径损耗模型；

（3）使用用于估计近距离物联网环境路径损耗特性的新型路径损耗模型参数估计方案，估计路径损耗模型参数；

其中，所述用于估计近距离物联网环境路径损耗特性的新型路径损耗模型为L(d)=alg²d+blgd+c+χ，其中，d代表信号接收端与信号发送端之间的距离，L(d)代表信号收发距离为d米时的路径损耗值，a、b、c代表新型路径损耗模型待估计参数，χ代表随机噪声干扰。

所述步骤（1）中，近距离物联网环境路径损耗模型的原始测试数据优化采集方案具体步骤如下：选取固定位置作为无线待测定信号信号源位置；使用配备发射天线的信号发生器产生无线带测定信号，设定无线带测定信号中心频率、带宽、信号强度、调制方式；选取待测定信号数据接收测试点位置；使用频谱分析仪读取并记录各个待测定信号数据接收测试点接收到的待测定信号信号强度。

在近距离为100米时，所述待测定信号数据接收测试点的位置设置如下：在收发距离0-1米阶段每0.25米选取一测定信号数据接收测试点，在收发距离1-10米阶段每0.5米选取一测定信号数据接收测试点，在收发距离10-30米阶段每1米选取一测定信号数据接收测试点，在收发距离30-70米阶段每2米选取一测定信号数据接收测试点，在收发距离70-100米阶段每3米选取一测定信号数据接收测试点。

所述各个待测定信号数据接收测试点做100次独立接收数据记录。

所述步骤（3）中的参数估计方案为：