基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù) 測方法，以及一種基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動無線通信系統(tǒng)依靠無線電在基站和用戶之間進行信號傳輸達到通信目的，而 移動無線通信系統(tǒng)中的無線電一般是在不規(guī)則的地形情況下進行傳播。因此，無線電在 基站與用戶之間（或者說發(fā)射機與接收機之間）的傳播將遭遇到各種復(fù)雜的地形物，如高 樓密集的城市核心區(qū)、植物密布的郊區(qū)、群山峻嶺的山區(qū)等，哪怕樹葉、路燈等。這些因素使 得移動無線和有線信道相比具有不可預(yù)見性、極度的隨機性。如何針對具體的移動無線通 信系統(tǒng)的場景，分析無線傳播環(huán)境以及無線信道的傳播特性，對其進行數(shù)學(xué)抽象，建立適合 的、準確的無線信道傳播模型，是能否正確的構(gòu)建移動無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而只有在獲得 適合、準確的無線信道傳播模型的情況下，才有可能進行合理的、滿足需求的移動無線通信 系統(tǒng)的規(guī)劃和優(yōu)化。同時，針對具體的實際移動通信系統(tǒng)開發(fā)某些業(yè)務(wù)時，也需要使用到移 動無線信道傳輸模型，例如，無線定位業(yè)務(wù)的開展，無線信道的傳輸模型將影響到定位的精 度。因此，對無線信道傳播模型的研究具有越來越重要的意義。
[0003] 移動無線通信的傳輸模型大多是根據(jù)國外專家、學(xué)者總結(jié)得出的經(jīng)典傳播模型進 行修正。這些經(jīng)典傳輸模型具有很強的普遍適用性，商用的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠碜詫kumura模型 進行了改造，并加入了修正因子，但基本原理都是一致的。
[0004] 無線通信環(huán)境的復(fù)雜多變，在實際的通信工程中，現(xiàn)有的參數(shù)取值往往無法滿足 需求。因此，需要對標準的傳播模型進行修正。傳統(tǒng)模型校正方法首先設(shè)置各參數(shù)值，然后 以該模型進行無線傳播預(yù)測，并將預(yù)測值與路測數(shù)據(jù)作比較，得到一個差值，再根據(jù)所有差 值的統(tǒng)計結(jié)果反過來修改模型參數(shù)，經(jīng)過不斷的迭代修改直到預(yù)測值與路測數(shù)據(jù)的均方差 達到最小，則此時得到的模型各參數(shù)值就是我們所需的校正值。
[0005] 隨著無線通信的發(fā)展需求，目前的無線傳播模型已無法滿足通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計 要求。在傳統(tǒng)無線傳播模型系數(shù)校正中，需要設(shè)計規(guī)劃人員不斷地人為干預(yù)，校正精度等過 分依賴于個人工程經(jīng)驗，從而對人員專業(yè)素質(zhì)要求高；傳統(tǒng)的校正方法割裂了各個系數(shù)之 間的聯(lián)系，根據(jù)在具體工程規(guī)劃中的重要性依次確定，從而很難獲取符合工程要求的系數(shù)， 更無法取得最優(yōu)的系數(shù)校正；因此，目前的無線傳播模型無法精確地預(yù)測無線信號強度，因 此無法預(yù)測精確的信號衰減程度，無法為通信工程的規(guī)劃設(shè)計提供高可靠性的數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于此，本發(fā)明提供一種基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測方法和系統(tǒng)，能 精確地預(yù)測無線信號強度。
[0007] -種基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測方法，包括如下步驟：
[0008] 將預(yù)設(shè)的基站數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的無線傳播模型中，建立最小二乘模型；
[0009] 利用坐標下降法對所述最小二乘模型進行求解，獲得最優(yōu)校正系數(shù)；
[0010] 根據(jù)所述最優(yōu)校正系數(shù)調(diào)整所述無線傳播模型的參數(shù)，根據(jù)調(diào)整參數(shù)后的所述無 線傳播模型進行無線信號強度預(yù)測。
[0011] 一種基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測系統(tǒng)，包括：
[0012] 輸入模塊，用于將預(yù)設(shè)的基站數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的無線傳播模型中，建立最小二乘 模型；
[0013] 求解模塊，用于利用坐標下降法對所述最小二乘模型進行求解，獲得最優(yōu)校正系 數(shù)；
[0014] 預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)校正系數(shù)調(diào)整所述無線傳播模型的參數(shù)，根據(jù)調(diào)整 參數(shù)后的所述無線傳播模型進行無線信號強度預(yù)測。
[0015] 上述基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測方法和系統(tǒng)，基于篩選的工程路測數(shù) 據(jù)，建立無線傳播模型系數(shù)校正的最小二乘模型，基于坐標下降法，將無線傳播系數(shù)校正最 小二乘問題化為一系列的優(yōu)化子問題，可快速實現(xiàn)無線模型系數(shù)校正；不同于傳統(tǒng)的無線 傳播模型校正方法，本發(fā)明不依賴于規(guī)劃設(shè)計人員的個人工程經(jīng)驗，避免了手動反復(fù)調(diào)整； 建立相關(guān)的科學(xué)的數(shù)學(xué)模型進行指導(dǎo)，充分考慮了系數(shù)間相互聯(lián)系，不同的規(guī)劃設(shè)計的方 案均可達到最優(yōu)，本發(fā)明可在無線通信工程中得到重要應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測方法在一實施例中的流程 示意圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測系統(tǒng)在一實施例中的結(jié)構(gòu) 示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于 此。
[0019] 如圖1所示，是本發(fā)明一種基于無線傳播模型校正的信號強度預(yù)測方法，包括如 下步驟：
[0020] S11、將預(yù)設(shè)的基站數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的無線傳播模型中，建立最小二乘模型；
[0021] 首先獲取基站數(shù)據(jù)，包括天線配置、基站位置，可進行路測連續(xù)波測試，收集測試 數(shù)據(jù)；
[0022] 在基站位置選取的時候，一般可選擇非常具有代表性的地方進行傳播模型校正的 實驗場地；例如，可選擇大學(xué)城作為學(xué)生區(qū)域、商務(wù)圈作為市區(qū)等。同時，進行路測數(shù)據(jù)的采 集。測試的過程中可盡量使路測的面積最大和盡可能使測量值覆蓋多種地形，這樣才能測 量出這個扇區(qū)的信號可以隨著距離的增加而逐漸衰落，從而提高模型的準確性。
[0023] 其中，路測數(shù)據(jù)的變化是平滑的，與數(shù)據(jù)變化差距過大的數(shù)據(jù)可以首先刪除，例 如，距離標準可選用[50, 3000]，功率強度標準選用[_105dBm，-50dBm]，因此刪掉一些明顯 錯誤的數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)的質(zhì)量好與壞直接決定了傳播模型的優(yōu)劣。
[0024] 標準的無線傳播模型為：
[0025] Lmode=K^K2 log(d)+K3 log(Hlxeff)+K4 Diffractionloss
[0026] +K5 log (d) log (Hlxeff) +K6 (HExeff) +Kclutter f (clutter)
[0027] 其中：
[0028] d--接收機與發(fā)射機之間的距離（m);
[0029] Hlxeff--發(fā)射天線的有效高度（m);
[0030] Diffraction loss-經(jīng)過有障礙路徑引起的衍射損耗（dB);
[0031] Hlixeff--接收天線的有效高度（m);
[0032] f (clutter)-因地物所引起的評價加權(quán)損耗；
[0033] K1--常數(shù)（dB);
[0034] K2--l〇g(d)的乘數(shù)因子；
[0035] K3--l〇g(HTxeff)的乘數(shù)因子；
[0036] K4--衍射損耗的乘數(shù)因子，該因子必須為正數(shù)；
[0037] K5--l〇g(HTxeff)log(d)的乘數(shù)因子；
[0038] K6--HKxeff的乘數(shù)因子；
[0039] Kclutter--f (clutter)的乘數(shù)因子；
[0040] SPM模型建立在C0ST231-Hata經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上，用于150Hz-2000MHz頻段的無 線電波傳播損耗預(yù)測。結(jié)合無線通信傳播實際情況，同時減少不必要的計算量，可設(shè)置K 3 = 5