【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微小區電波傳播效應研究領域，特別涉及該領域中的一種電磁空間自動化測量系統及基于該測量系統實測數據的快速本地化建模方法。
技術介紹
1、劉力銘在《分布式頻譜監測的黑廣播發現系統》里公開了一種基于分布式頻譜監測探針的固定站地理位置信息和頻譜數據綜合測量技術，其方法在于標記頻譜探針安裝位置，手動記錄gps數據，它的缺點也十分明顯，只能定點測量頻譜數據，缺乏地理位置信息的自動化測量，靈活性不佳，無法應對需要遍歷整個區域的電磁空間測量場景；劉奇等人在《自動化電磁環境監測軟件開發與實現》里公開了一種自動化電磁環境監測軟件，通過搭建測試天線、信號分析儀、射頻接收模塊、云臺、電源模塊和射頻線纜等設備，軟件基于虛擬儀器軟件架構(virtual?instrument?software?architecture,visa)內置多設備自動化協同控制算法，實現了100mhz-13.6ghz范圍內不同帶寬、不同時段、不同方向、不同極化的電磁環境測量，然而由于集成設備過多，雖然可測參數豐富但對于需要頻繁移動的場景無法勝任，只能適用于固定站監測。tang?lei等人在《investigation?of?the?effect?of?movingforklift?on?data?transmission?of?ieee?802.15.4wireless?sensor?radio》里公開了一種針對智慧工廠的電磁空間自動化測量方案，作者將頻譜檢測傳感器和地理位置信息傳感器部署在移動叉車上，傳感器通過ieee?802.15.4通信協議實現實測數據實時回傳，
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題就是克服因現有技術中地理位置信息和電磁頻譜信息無法同時在移動場景下自動化測量，導致本地化模型誤差較大的缺點，提供一種微小區電磁空間自動化測量系統及快速本地化建模方法。
2、本專利技術采用如下技術方案：
3、一種微小區電磁空間自動化測量系統，其改進之處在于：包括數據交互控制中心和與其電連接的頻譜測量設備及地理信息定位設備。
4、進一步的，數據交互控制中心為計算機，頻譜測量設備為頻譜分析儀，地理信息定位設備為實時差分定位設備。
5、一種快速本地化建模方法，基于上述測量系統的實測數據，其改進之處在于：
6、(1)基于itu模型的微小區電磁空間預測模型：
7、(11)視距的具體場地模型：
8、對于特高頻頻率范圍下的電磁波傳播，由兩個斜率和一個折點表示基本傳輸損耗特性，具體公式如下：
9、
10、上式中，d為收發點之間的距離，lc為衰落余量，α1、α2為衰減系數，rbp是折點距離，由下式計算：
11、
12、上式中，λ是波長，h1表示發射天線離地高度，h2表示接收天線離地高度；
13、lbp是在折點處的基本傳輸損耗值，由下式計算：
14、
15、在超高頻頻段，當路徑長度高至1km時，rbp按下式計算：
16、
17、上式中，hs是由道路上的車輛引出的有效道路高度；
18、當h1＞hs,h2＞hs時，lbp由下式給出：
19、
20、近似下界由下式給出：
21、
22、上式中，rs為統計經驗值；
23、近似上界由下式給出：
24、
25、ls定義為：
26、
27、中值由下式給出：
28、
29、(12)非視距的具體場地模型：
30、w1表示發射點所在位置的街道寬度，x1表示發射點至十字路口的距離，x2表示接收點至十字路口的距離，用下式算出拐角區域以外的總體基本傳輸損耗：
31、lnlos2＝llos+lc+latt
32、上式中，llos表示收發視距情況下的路徑損耗；
33、對于lc，當w1/2+1＜x2≤w1/2+1+dcorner時：
34、
35、上式中，lcorner和dcorner均為統計常量；
36、當x2＞w1/2+1+dcorner時：
37、lc＝lcorner
38、對于latt，當x2＞w1/2+1+dcorner時：
39、
40、當十字路口四個角為楔形建筑時，β＝6；
41、當十字路口四個角是斜面狀建筑時，β根據下式計算：
42、β＝4.2+(1.4log10f-7.8)(0.8log10x1-1.0)
43、上式中，f是頻率；
44、當x2≤w1/2+1+dcorner時，latt＝0；
45、(2)電磁空間模型參數快速本地化方法：
46、假定需要優化參數的集合為x，實測結果和優化參數帶入后的模型差值函數為f(x)，則優化參數用數學形式表達成：
47、
48、采用迭代法求解，具體的步驟為：
49、(21)給定x初始值；
50、(22)對于第k次迭代，尋找一個步進δxk，使得達到最小值；
51、(23)若δxk足夠小，則停止；否則，令xk+1＝xk+δxk，返回(22)。
52、進一步的，在步驟(23)中，采用列文博格-馬夸爾特法找到合適的δxk，具體步驟如下：
53、(31)確定信賴域范圍：
54、上式中，j(x)表示雅可比矩陣；
55、(32)對于第k次迭代，求解：
56、
57、上式中，||?||2表示二階范數，d表示系數矩陣，μ表示信賴半徑；
58、(33)求解ρ，若則μ＝2μ，若則μ＝0.5μ，其他情況μ保持不變；
59、(34)如果ρ大于某閾值，認為近似可行，令xk+1＝xk+δxk；
60、(35)判斷算法是否收斂，不收斂則返回(32)，否則結束。
61、本專利技術的有益效果是：
62、本專利技術所公開的測量系統，實現了電磁頻譜和地理位置信息的聯合測量，能夠進行頻譜數據和厘米級定位信息的同時記錄(延遲小于0.01s)，可以適用于固定站監測、移動站路測等各類靈活場景，記錄數據的低誤差也會為路徑損耗模型本地化提供更科學更準確的參考依據，能夠校正出更準確的電磁傳播統計模型參數，進行更為準確的電磁傳播覆蓋預測，在通信質量評估、通信基站規劃等領域均有著廣泛的應用前景。
63、本專利技術所公開的快速本地化統計模型建模方法，為模型修正的時效性提供了幫助。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種微小區電磁空間自動化測量系統，其特征在于：包括數據交互控制中心和與其電連接的頻譜測量設備及地理信息定位設備。
2.根據權利要求1所述微小區電磁空間自動化測量系統，其特征在于：數據交互控制中心為計算機，頻譜測量設備為頻譜分析儀，地理信息定位設備為實時差分定位設備。
3.一種快速本地化建模方法，基于權利要求1所述測量系統的實測數據，其特征在于：
4.根據權利要求3所述快速本地化建模方法，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種微小區電磁空間自動化測量系統，其特征在于：包括數據交互控制中心和與其電連接的頻譜測量設備及地理信息定位設備。
2.根據權利要求1所述微小區電磁空間自動化測量系統，其特征在于：數據交互控制中心為計算機，頻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭蘭圖，左偉慶，黃桓，程堯，趙軍，郭立新，劉忠玉，郭琛，馮陽，
申請(專利權)人：中國電波傳播研究所中國電子科技集團公司第二十二研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。