一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法，利用不同的人体部位或组织的模拟模型，在混响室中搭建无线设备实际工作中不同的人体邻近条件，对指定人体邻近条件下的无线设备进行空口测试，全面地分析人体邻近效应对无线设备空口性能的影响。该方法能够根据无线设备实际工作中的人体邻近条件，快速、全面地分析其对无线设备空口性能的影响，具有部署方式简单、应用范围广泛、测试效率高、制作方便、成本低廉的特点。成本低廉的特点。成本低廉的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法


[0001]本专利技术属于无线
，具体涉及一种人体邻近效应对空口性能影响分析方法。

技术介绍

[0002]第五代移动通信网络在全球大规模的商用部署，大力推动了物联网技术在制造、物流、交通、安防、医疗、零售和农业等领域的应用与发展。以物联网为基础构建的智慧城市、智能制造和智慧农业等系统使人们的生活和工作变得更加高效、便捷、智能，但其背后隐藏着大量的不同尺寸、不同功能的无线设备的支撑。预计到2030年，无线设备的接入数量将达到5000亿，连接密度将超过107个设备/km2。面对无线设备爆炸式的增长和全覆盖式的应用，如何经济、高效且可靠地对无线设备开展空口测试是一个巨大的挑战。
[0003]微波混响室是一个电大尺寸的金属腔体，腔内通常装有一个或多个形状不规则的金属搅拌器。通常采用多种搅拌技术(如机械搅拌、源搅拌和频率搅拌等)改变混响室内电磁场的边界条件，进而改变电磁模态的分布特性。如果将所有搅拌状态下激励的电磁模态进行统计平均，混响室工作区域内的电磁场将会呈现出统计均匀、各向同性和随机极化等特点。与辐射两步法和多探头微波暗室等空口测试技术相比，混响室具有建造成本低、测试区域大和效率高等优势，为无线设备的空口测试提供了一种更为经济高效的解决方案。面对巨大的空口测试压力和挑战，无线通信和互联网协会认定混响室为标准化的空口测试技术。
[0004]大部分无线设备的实际空口性能取决于其部署环境，如工作环境中电磁波吸收或散射体的数量、尺寸、位置和电特性等。针对这些无线设备，由于其实际工作环境具有随机特性，所以无法提供除自由空间条件外的空口性能。但是，有一类特殊的无线设备(如智能手机、无线体域网设备、可穿戴的作战设备等)工作在人体附近，广泛用于医疗监测、老幼看护、健身训练、抢先救灾、以及战场保障等军民领域。不同于大部分无线设备，工作在人体邻近条件下的无线设备，其空口性能必然受到人体特定部位或组织的影响。可以看出，自由空间条件下测得的空口性能并不能真实地反映这些设备工作时的空口性能。因此，在这些设备的研发、设计与生产中，必须全面地分析人体邻近效应对其空口性能的影响，进而指导其设计与使用。但是，目前在这类无线设备的实际研发与生产中，大多数空口测试只利用待测设备本身开展，并未考虑人体邻近效应的影响。少数考虑人体邻近效应对无线设备空口性能影响的分析方法，也都只对部分人体邻近条件进行了测试，而忽略了无线设备工作时人体邻近条件的多样性和复杂性。
[0005]现有的针对工作在人体附近无线设备的空口性能的分析方法至少存在以下问题：
[0006]针对工作在人体附近的无线设备的空口性能分析，大多数方法直接利用自由空间的测量结果估计实际工作中的空口性能，由于测量环境与实际工作环境差异很大，因此测量结果无法反映无线设备在工作中的真实性能。少数方法只考虑了简单的人体邻近条件，如在人头和人手的位置、方向、姿势等固定的条件下进行空口测试。但是，实际中用户的使
用方式和习惯不同，导致无线设备工作的人体邻近条件(如设备与人体部位或组织的相对距离和方向等)有很大差异，所以这种方法只能估计少数人体邻近条件对空口性能的影响，无法全面地反映人体邻近效应对空口性能的影响。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法，利用不同的人体部位或组织的模拟模型，在混响室中搭建无线设备实际工作中不同的人体邻近条件，对指定人体邻近条件下的无线设备进行空口测试，全面地分析人体邻近效应对无线设备空口性能的影响。该方法能够根据无线设备实际工作中的人体邻近条件，快速、全面地分析其对无线设备空口性能的影响，具有部署方式简单、应用范围广泛、测试效率高、制作方便、成本低廉的特点。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
[0009]步骤1：根据待测无线设备实际工作的人体邻近环境，分析影响空口性能的人体部位或组织，并制作相应的人体组织模型；
[0010]步骤2：分别在未加载和加载步骤1中人体组织模型的混响室中，对无线设备进行空口测试；
[0011]步骤3：根据待测无线设备在实际工作中的应用场景，利用步骤1中人体组织模型在混响室中搭建相应的人体邻近环境；
[0012]步骤4：根据实际中用户可能的使用方式和习惯，调节指定的人体组织模型与待测设备的相对状态，同时保证其他人体组织模型与待测设备的相对状态保持不变，在不同的相对状态下对无线设备进行空口测试；
[0013]步骤5：重复步骤4，直到完成所有人体组织模型与待测设备相对状态下的测试。
[0014]优选地，所述人体部位至少包括头部、手部和身体。
[0015]优选地，所述人体组织模型是填充满组织模拟液的3D模型；
[0016]优选地，所述组织模拟液是在指定的测试频段下，根据真人相应部位的相对介电常数和电导率配置的液体；
[0017]优选地，所述3D模型是具有开口和设定厚度的外壳模型，支持灌注组织模拟液，打印所用材料为透明树脂；
[0018]优选地，所述设定厚度取决于加工工艺和承重要求，为2mm～5mm。
[0019]优选地，所述空口测试至少包括总辐射功率测试和总全向灵敏度测试，所述总辐射功率测试和总全向灵敏度测试均由参考测试和待测设备测试两部分组成。
[0020]优选地，所述混响室中，装配有两个机械搅拌器和一个机械转台，机械搅拌器一个水平方向放置，一个垂直方向放置；所述机械转台上装配两个高度可调的支架，支架偏离转台中心25cm，且位于转台的同一直径上，混响室中部署的通信天线指向其中一个机械搅拌器；所述通信天线为标准喇叭天线，混响室转台的一个支架上部署参考天线，所述参考天线为盘锥天线。
[0021]优选地，所述加载步骤1中人体组织模型是将步骤1中的人体组织模型置于混响室内，离搅拌器、通信天线和参考天线的距离大于设定值。
[0022]优选地，所述人体组织模型与待测设备的相对状态包括相对距离、方向和位置。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024]1.本专利技术方法利用与真人相应部位相对介电常数和电导率一致的人体组织模型，准确地复现了无线设备实际工作中的人体邻近环境，能够有效地分析人体邻近效应对无线设备空口性能的影响。
[0025]2.本专利技术方法能够准确、高效、全面地分析实际工作中人体邻近效应对无线设备空口性能的影响。对任意的待测设备，不仅可以量化不同人体部位或组织对其空口性能的影响，还可以量化任意人体部位或组织在不同状态下对其空口性能的影响，应用方式灵活。
[0026]3.本专利技术方法充分考虑了无线设备实际工作中用户的使用方式和习惯等因素，对不同人体邻近条件下的空口性能进行了系统分析。该分析方法可用于优化无线设备的设计方案和使用方法，提升无线设备在人体邻近条件下的空口性能，对无线设备的设计和使用有着重要的指导意义。
[0027]4.本专利技术方法不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据待测无线设备实际工作的人体邻近环境，分析影响空口性能的人体部位或组织，并制作相应的人体组织模型；步骤2：分别在未加载和加载步骤1中人体组织模型的混响室中，对无线设备进行空口测试；步骤3：根据待测无线设备在实际工作中的应用场景，利用步骤1中人体组织模型在混响室中搭建相应的人体邻近环境；步骤4：根据实际中用户可能的使用方式和习惯，调节指定的人体组织模型与待测设备的相对状态，同时保证其他人体组织模型与待测设备的相对状态保持不变，在不同的相对状态下对无线设备进行空口测试；步骤5：重复步骤4，直到完成所有人体组织模型与待测设备相对状态下的测试。2.根据权利要求1所述的一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法，其特征在于，所述人体部位至少包括头部、手部和身体。3.根据权利要求1所述的一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法，其特征在于，所述人体组织模型是填充满组织模拟液的3D模型。4.根据权利要求3所述的一种基于混响室的人体邻近效应对空口性能影响分析方法，其特征在于，所述组织模拟液是在指定的测试频段下，根据真人相应部位的相对介电常数和电导率配置的液体。5.根据权利要求3所述的一种基于混响室的人体邻近效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛威，孙静，杨誉乔，羊彦，侯静，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：