[发明专利]一种基于UTD的电力系统无线通信场强预测方法

说明书

本发明公开了一种基于UTD的电力系统无线通信场强预测方法，包括如下步骤：S1，取得并输入待预测区域的几何参数；S2，对取得并输入的几何参数进行预处理；S3，利用处理后的几何参数构建UTD模型；S4，利用UTD模型预测路径损耗；S5，结合发射机具体参数计算接收机场强分布。本发明通过测量待预测地区的地形数据，建立精确的地形模型；再利用UTD理论，从而得出场强预测结果，可以提高场强预测精度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于UTD的电力系统无线通信场强预测方法。

背景技术

电网是能源生产与输送的重要渠道，是能源体系的关键枢纽。未来的电网，从技术特征上看，将向新一代电力系统演进；从功能形态上看，将向能源互联网演进。未来的能源互联网中，移动终端将达到30万个。这要求电力无线专网的信号覆盖更加稳定与强大，能随时随地支撑现场业务。因此，发展一种更加精确的场强预测方法对于电力无线专网的覆盖研究有着极强的现实意义。

在无线通信领域，有两种主要的场强预测方法。在无线通信的早期，基于实测数据的统计模型占据主导地位，其中的代表就是Okumura模型和Hata改进后的Okumura-Hata模型。这类模型能简便地预测场强，但对于其中涉及的系数不提供任何分析。这一特点使得该模型在工程应用中较为广泛，并且能够满足在常见环境中大范围(1km至20km)覆盖研究的需要；但也使得该模型不能分析路径损耗的影响因素，并且也不能很好地应用到小范围覆盖研究中。近年来，基于几何理论的传播模型在理论研究中被越来越广泛地应用。其中最为典型的就是本发明中所用的基于一致性几何绕射原理(Uniform geometricalTheory ofDiffraction，UTD)的UTD模型。该模型被广泛应用于高频电磁、无人机天线布局、城市环境辐射等问题中。面向城市宏蜂窝的电力无线专网应用场景对于局部范围的深度覆盖有着更高的要求。不同于统计模型，UTD模型能够精确分析每个变量对路径损耗的影响。由此，UTD模型可以很好地反映局部范围覆盖中的场强变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于UTD的电力系统无线通信场强预测方法，精确计算局部范围覆盖场强。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于UTD的电力系统无线通信场强预测方法，包括如下步骤：

S1,取得并输入待预测区域的几何参数,几何参数包括收端与发端之间建筑物数量及该建筑物的高度、间隔，收端与发端天线高度、收端与建筑物水平距离；

S2,对取得并输入的几何参数进行预处理,包括利用概率分布函数取得概率分布在90％以上的数据区间，并对其中的数据求取平均值,最终得到的待输入参数分别为：①发射机与接收机之间的建筑数目n、②发射机的天线高度h_t、③接收机的天线高度h_r、④建筑物平均高度h_b、⑤建筑物间的平均间距d、⑥基站或发射机到第n栋建筑的距离d_t、⑦接收机天线与第n栋建筑物的水平距离d_r；

S3,利用处理后的几何参数构建UTD模型；

S4,利用UTD模型预测路径损耗；

S5,结合发射机具体参数计算接收机场强分布，预测的路径损耗单位为分贝,表示的是发射功率与接收功率的比值，再结合发射天线的具体发射功率和规定的场强可接受强度，计算出发射天线四周各个位置的接收机的接收场强与发射天线的覆盖范围。

可选的，UTD模型的构建方法包括如下步骤：