【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，尤其涉及一种具有天线高度差以及人体遮挡影响的室内高频段信道路径损耗计算方法。
技术介绍
1、近年来，随着数字通信技术的迅猛发展及5g技术的普及，物联网、自动驾驶、虚拟现实等新型业务不断涌现，导致数据流量呈指数型增长，中低频段资源日趋紧张，难以满足未来业务需求。为了解决这一矛盾，开辟新的高频段资源变得迫在眉睫。高频段资源的有效利用关键在于深入研究其传播特性，这是通信技术的核心问题。鉴于室内环境已成为主要的社会活动和工作场所，其复杂的空间布局和人体障碍物等因素对无线信道传播特性产生显著影响，因此，对高频段室内无线信道传播特性的探索具有重大意义。
2、近年来，多项研究致力于探索高频段无线信道在室内环境中的传播特性。例如，薛寒等人(“薛寒,杨丽花,魏苏皖,杨钦,吕文俊.具有行人影响的11ghz室内无线信道建模与特性分析[j].北京邮电大学学报.”)探索了中心频率为11ghz的室内空教室场景中人体对无线传播特性的影响，实验场景为空教室，研究了行人移动，收发端移动以及收发端移动，行人不动两方面的信道特性并给出了一种具有人体影响的路径损耗模型；mohamed等人(“mohamed b,yalcinkaya b g,busra r c,et al.modeling and measurement of humanbody blockage loss at 28ghz[j].journal of electromagnetic waves andapplications,2023,37(4).”)研究了在毫米波
3、综上所述，尽管现有研究已广泛探讨高频段室内场景无线传播特性的多种影响因素，上述有的模型的建立是建立在空教室等环境中，实际场景中比如办公场景有办公桌椅等别的影响，以及发送端和接收端相对高度变化及其与人体遮挡因素相结合的影响方面仍显不足。这些研究尚未全面揭示高度变化时人体遮挡对无线信道的具体影响，特别是在不同室内场景下的复杂变化。因此，现有技术的缺点和不足在于不能准确地表征实际通信场景中比如办公办公场景下由于天线不同高度下人体遮挡对信号造成的影响。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：在室内高频段无线信道传播过程中，如何通过建立准确的路径损耗模型，准确表征实际通信场景中由于天线不同高度和人体遮挡对信号造成影响，进而获得室内高频段信道损耗。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种室内高频段信道路径损耗计算方法，包括以下步骤：
3、1)搭建室内高频段无线信道测量场景，包括发送端和接收端，信道测量仪器分别通过电缆连接至发送端的发送天线和接收端的接收天线，在发送端和接收端之间设置有多个测量点；
4、2)利用校准器对发送天线和接收天线进行校准，在无人情况下，改变发送端天线高度，利用所述信道测量仪器采集不同发送天线高度下的原始路径损耗数据，输入matlab软件提取路径损耗值；
5、3)在某一发送端天线高度下，人体位于发送端与接收端之间的某一测量点，利用所述信道测量仪器采集路径损耗数据，输入matlab软件提取相应的路径损耗值，直至获取在所有设定的发送天线高度下、人体在各个测量点对应的路径损耗值；
6、4)根据步骤2)中提取的路径损耗值，构建与发送端/接收端天线的高度差相关的路径损耗模型一plh；
7、5)根据步骤3)中提取的路径损耗值，构建人体遮挡影响的路径损耗模型二plb；
8、6)根据信道传播特性和所述路径损耗模型一plh、路径损耗模型二plb，建立具有发送端/接收端天线的高度差以及人体遮挡影响的路径损耗模型三pl；
9、7)将步骤2)、步骤3)中所采集的路径损耗值、路径损耗模型三均输入matlab软件，用最小二乘法进行参数拟合，得到路径损耗模型三的各参数的修正值，利用各参数的修正值得到最终室内高频段信道路径损耗模型；
10、8)将发送端与接收端之间的距离、发送端/接收端高度差以及人体距发送端的距离输入进步骤7)得到的最终室内高频段信道路径损耗模型，得到相应情况下的收发端信道路径损耗值。
11、前述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，在步骤4)中，所述路径损耗模型一plh为：
12、
13、公式(1)中，是发送天线和接收天线的高度差，a为表达式的参数一、b为表达式的参数二、c为表达式的参数三。
14、前述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，在步骤5)中，当发送天线和接收天线高度差为0.5m以下时，所述路径损耗模型二plb的表达式表示为
15、plb＝md2+nd+l (2)
16、公式(2)中，d为人体位置与发送端之间的距离，m为参数四、n为参数五、l为参数六。
17、前述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，在步骤5)中，当发送端和接收端高度差为0.5m以上时，路径损耗模型二plb表示为
18、plb＝md3+nd2+pd+q (3)
19、公式(3)中，d为人体位置与发送端之间的距离，p为参数七、q为参数八。
20、前述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，在步骤6)中，所述室内高频段信道路径损耗模型三pl表示为：
21、
22、公式(4)中，d0表示选取的参考距离，d表示发送端和接收端距离，d0＝1m，d＝3m，n表示路径损耗指数，χσ表示标准差为σ的零均值高斯分布随机变量。
23、前述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，所述发送天线和接收天线采用全向贴片天线。
24、一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述方法的步骤。
25、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
26、本专利技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
27、本专利技术达到的有益效果：本专利技术的室内高频段信道路径损耗计算方法，在对数距离路径损耗模型中引入发送端/接收端天线高度差以及人体遮挡因子，使其更准确地表示室内发送端/接收端端天线高度变化时人体遮挡带来的路径损耗，根据对室内无线信道场景的实际测量数据研究与分析表明，该模型能够更加准确的表征当发送端和接收端端天线位于不同高度时人体遮挡对路径损耗所带来的影响，进而获得室内高频段信道损耗。
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1.一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤4)中，所述路径损耗模型一PLH为：
3.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤5)中，当发送天线和接收天线高度差为0.5m以下时，所述路径损耗模型二PLB的表达式表示为
4.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤5)中，当发送端和接收端高度差为0.5m以上时，路径损耗模型二PLB表示为
5.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤6)中，所述室内高频段信道路径损耗模型三PL表示为：
6.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，所述发送天线和接收天线采用全向贴片天线。
7.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
8.
9.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤4)中，所述路径损耗模型一plh为：
3.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤5)中，当发送天线和接收天线高度差为0.5m以下时，所述路径损耗模型二plb的表达式表示为
4.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于，在步骤5)中，当发送端和接收端高度差为0.5m以上时，路径损耗模型二plb表示为
5.根据权利要求1所述的一种室内高频段信道路径损耗计算方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽花，马嘉文，叶安，薛寒，孙君，吕文俊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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