CN109379746A - 一种智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统。仿真方法应用于物联网智慧城市建设，所述仿真方法包括：根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。通过根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标，保证高效实现智慧城市物联网基站的大范围的信号覆盖。

Description

一种智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统

技术领域

本发明涉及网络覆盖领域，特别是涉及一种智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统。

背景技术

随着智慧城市应用的蓬勃发展，今日的智慧城市强调广泛使用信息与通讯技术，感知各种人、事、物数据，并利用无缝的网络传输至云端进行数据分析等，以达到城市永续发展、改善人民生活质量与创造经济发展。然而，城市的智慧化需要倚赖各种物联网技术来协助数据传输，但目前的困扰是多数物联网采用短距离传输，但这些技术覆盖范围小且组网复杂度高，不仅需要支付大量网关建设费用，还得负责多台设备维护成本。又或者选择利用传统2G/3G网络来做物联网传输，但也不满足物联网设备低功耗、低成本的要求。低功耗广域网是面向物联网中远距离和低功耗的通信需求，近年出现的一种物联网无线连结技术，具有覆盖范围广、服务成本低、能耗低的特点，能够满足物联网社会环境下广域范围内数据交换频率低、连接成本低、漫游网点切换方便、适用复杂环境的连接需求，是理想的物联方式。低功耗广域网技术主要可分为两类：一类是基于现有开放标准的技术，如窄带物联网等。此类技术虽基于全球标准，但落地需要经过多方博弈，因此产业化进程较慢。另一类是企业专门开发的技术。但是，目前大部分的低功耗广域网技术的关注重心更多地放在理论研究及终端协议对接应用，对于智慧城市的物联网基站信号覆盖问题及工程实践过程中的问题。而智慧城市的很多应用场景，对单个物联网基站的信号覆盖性能又提出了更高的要求。本发明正是在大量实验和理论研究的基础上，通过模型仿真评估，为智慧城市的物联网基站信号覆盖实际应用问题提供了评估依据。本发明通过仿真来模拟评估城市级覆盖性能，以及在应用的物联网设计过程中针对这些问题的解决方案。如何高效实现智慧城市物联网基站的大范围的信号覆盖是一个非常错综复杂的浩大工程，可能会碰到各种各样的技术问题和实际工程部署问题。为了满足城市级物联网系统的设计需求，架构工程师在设计的时候需要充分考虑实际应用可能面临的各种困难和技术难点，并给出相应的解决方案。但是，要寻找一个城市级别的应用项目并不是一件容易的事情，特别是在缺少应用场景的时候，很难能够快速给出合适的解决方案。因此，基于理论的分析和模拟仿真就显得特别有必要。本发明基于低功耗广域网技术之一的lora技术的理论数学模型的基础上，通过分析数据传输过程中可能遇到的数据包碰撞而导致的丢包问题。为便于评估实际的智慧城市项目的基站与节点部署过程中可能遇到的各种问题，本发明根据lora射频模组的链路特性，结合仿真模拟试验，在一定可信度上建立接近真实环境的仿真环境。通过仿真来模拟城市级覆盖的物联网系统可能遇到的各种问题，提前评估智慧城市项目物联网基站信号覆盖的性能，而不需要实际来部署上千个终端设备之后再来分析各种实际工程问题，这为智慧城市大规模部署大大节约了时间，同时也极大地提升了项目应用的效率！

发明内容

本发明的目的是提供一种能够高效实现智慧城市物联网基站的大范围信号覆盖的智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种智慧城市信号覆盖的仿真方法，仿真方法应用于物联网智慧城市建设，所述仿真方法包括：

根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；

根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；

根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；

根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。

可选的，所述根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标具体包括：

确定无线信号覆盖的应用场景的环境和面积；

获取所述应用场景中的物联网终端节点设备的无线性能指标的要求，所述无线性能指标具体包括：所述物联网终端节点设备的增益、接收灵敏度、发射功率；

根据所述物联网终端节点设备的无线性能指标的要求获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标。

可选的，所述根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型具体包括：

根据所述物联网终端节点设备的特性建立所述物联网智慧城市建设的射频链路模型，所述物联网终端节点设备的特性包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、路径损耗；

根据所述物联网终端节点设备的路径损耗建立空中路径损耗模型；

建立所述物联网终端节点设备传输到基站的数据包碰撞模型。

可选的，所述根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果具体包括：

采用链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；

模拟单网关情况下的多节点的通信行为，建立单网关覆盖模型；

模拟多网关情况下的多节点的通信行为，建立多网关覆盖模型；

调整模拟的动态参数，分析动态参数的调整对所述物联网智慧城市的影响。

一种智慧城市信号覆盖的仿真系统，所述系统包括：

需求指标获取模块，用于根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；

仿真模型建立模块，用于根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；

物联网设计模块，用于根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；

部署建议模块，用于根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。

可选的，所述需求指标获取模块具体包括：

应用场景确定单元，用于确定无线信号覆盖的应用场景的环境和面积；

性能指标要求获取单元，用于获取所述应用场景中的物联网终端节点设备的无线性能指标的要求，所述无线性能指标具体包括：所述物联网终端节点设备的增益、接收灵敏度、发射功率；

需求指标获取单元，用于根据所述物联网终端节点设备的无线性能指标的要求获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标。

可选的，所述仿真模型建立模块具体包括：

射频链路模型建立单元，用于根据所述物联网终端节点设备的特性建立所述物联网智慧城市建设的射频链路模型，所述物联网终端节点设备的特性包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、路径损耗；

路径损耗模型建立单元，用于根据所述物联网终端节点设备的路径损耗建立空中路径损耗模型；

数据包碰撞模型建立单元，用于建立所述物联网终端节点设备传输到基站的数据包碰撞模型。

可选的，所述物联网设计模块具体包括：

链路行为模型建立单元，用于采用链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；

单网关覆盖模型建立单元，用于模拟单网关情况下的多节点的通信行为，建立单网关覆盖模型；

多网关覆盖模型建立单元，用于模拟多网关情况下的多节点的通信行为，建立多网关覆盖模型；

动态参数调整单元，用于调整模拟的动态参数，分析动态参数的调整对所述物联网智慧城市的影响。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种能够高效实现智慧城市物联网基站的大范围信号覆盖的智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统，目前新型智慧城市的主要应用场景都是基于低功耗广域网的技术，通过采集各种海量传感器节点的数据，经过云端大数据分析计算，指导城市根据关键指标进行决策，指导城市实施环境污染防护和绿化建设等政策。而实现低功耗广域网的终端数据稳定可靠采集关键是物联网基站的信号覆盖的可靠性，如何保证高效实现智慧城市物联网基站的大范围的信号覆盖，是一个非常错综复杂的浩大工程，会碰到各种各样的技术问题和实际工程部署问题。本发明通过建立仿真模型模拟实际部署中碰到的各种问题，为现场部署提供前期的指导，大大节省了部署时间。通过仿真来模拟城市级覆盖的物联网系统可能遇到的各种问题，提前评估智慧城市项目物联网基站信号覆盖的性能，而不需要实际来部署上千个终端设备之后再来分析各种实际工程问题，为智慧城市大规模部署节约了时间，同时也极大地提升了项目应用的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的智慧城市信号覆盖的仿真方法的流程图；

图2为本发明提供的智慧城市应用场景示意图；

图3为本发明提供的智慧城市信号覆盖的仿真系统的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种能够高效实现智慧城市物联网基站的大范围信号覆盖的智慧城市信号覆盖的仿真方法及系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种智慧城市信号覆盖的仿真方法，仿真方法应用于物联网智慧城市建设，所述仿真方法包括：

步骤100：根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；

步骤200：根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；

步骤300：根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；

步骤400：根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。

所述步骤100：根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标具体包括：

确定无线信号覆盖的应用场景的环境和面积；

获取所述应用场景中的物联网终端节点设备的无线性能指标的要求，所述无线性能指标具体包括：所述物联网终端节点设备的增益、接收灵敏度、发射功率；

根据所述物联网终端节点设备的无线性能指标的要求获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标。

如图2所示，首先获取一个基于低功耗广域网技术的智慧城市项目总体需求：要明确该项目的实际部署环境，部署面积，主要是城区为主或者郊区部署，或者是否存在山区覆盖等。由于低功耗广域网技术的特点是终端节点设备都是基于1Ghz频率以下的无线射频传输，例如根据国家无线电管理委员会的的规定中国的470M～510M频段是免费授权频段，因此，无线性能受环境干扰比较严重。

其次，要判断终端节点设备的无线性能指标是否满足需求。终端设备的增益(Gain)、接收灵敏度(sensitivity)、发射功率等重要参数对无线传输的性能影响巨大，最后会直接影响基站的覆盖容量。都必须在部署之前获取到实际的参数指标，作为半实物仿真模型的物理基础，直接建模仿真，数据会更加接近真实情况。

最后，对项目的整体需求方案创建。根据应用的分类，要考虑物联网基站的天线选型，如果是大量设备围绕基站为中心密集部署，考虑采用全向天线覆盖，如果有些设备是在狭长地段远距离部署，会考虑增加定向天线部署，而有些设备区域比较复杂，可能需要多基站部署覆盖，基站与基站之间的干扰问题也是需要仿真模拟的。

所述步骤200：根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型具体包括：

根据所述物联网终端节点设备的特性建立所述物联网智慧城市建设的射频链路模型，所述物联网终端节点设备的特性包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、路径损耗；

根据所述物联网终端节点设备的路径损耗建立空中路径损耗模型；

建立所述物联网终端节点设备传输到基站的数据包碰撞模型。

建立仿真模型的目的是在充分考虑了实际需求的基础上，要结合实际的物理环境和设备的真实指标来建立仿真模型，只有在真实设备的指标基础上做的仿真才符合实际情形。当设计一个城市级的覆盖方案时，首先需要考虑LoRa的各种技术指标，首先从传输参数、链路模型、碰撞模型上进行分析。根据理论模型获得影响城市覆盖各种因素，从而在实际部署过程中对各种复杂问题给出解决问题的方案。作为城市级物联网系统的设计原则，最关键是需要保证单个网关的覆盖容量。因此研究影响单网关的容量的各种因素，就必须模拟节点的数据包在空中传输到达网关的过程中的各种传输情形。在实际测试中也发现，数据没有被网关成功接收的很大原因是节点发送的数据包在空中传输时，彼此间发生了碰撞，导致网关没有成功接收到节点的数据并转发到后台服务器。

(1)建立射频链路模型

在设计系统时，系统架构师通常都想知道系统的各个组件的性能如何。与数字系统不同，由于环境对射频信号的重要作用，试图量化射频(RF)通信系统的射程性能可能会很困难。建筑物，树木，障碍物和天线高度的不足均可能导致接收端信号强度下降。为了估计系统的通信距离(传输范围)，必须考虑四个因素，如下图所示：

发射功率-发射机发射的功率。这通常以瓦或毫瓦为单位进行测量。

接收灵敏度-接收器可以辨别的最小信号强度的度量。

天线增益-天线提供的信号增益量。

路径损耗-无线电波穿过空气或通过障碍物时发生的信号减少。

以下，从射频链路预算影响的几个重要方面来评估，如发射端、接收端、空中传输等因素。

为了评估城市基站覆盖范围及各种影响天线传输距离的因素，实际上就是评估系统的整个链路预算，链路预算是在一个通信系统中对发送端、通信链路、传播环境(大气、同轴电缆、波导、光纤等)和接收端中所有增益和衰减的核算。其通常用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离。在部署无线电通信时，链路预算就是指从发射机开始通过射频媒介直到接收机之间的所有增益和衰减的总和。链路预算计算的目的是确保最终的接收信号强度处于接收机的接收灵敏阈值之上。链路预算计算包括原始传输增益、天线的无源增益和RF放大器的有源增益。所有增益的部分包括射频放大器和天线增益。如果接收到的信号强度功率Prx位于接收灵敏度阈值之上，则传输成功被接收端接收。

为了简化分析，将这个一般方程式简化为：

P_rx＝P_tx+GL-L_pl (1)

GL结合了所有的一般增益和损耗，而Lpl代表由通信环境的性质决定的路径损耗。

在发射机侧，只能通过改变发射功率来改变范围。其他参数如SF，BW和CR不影响辐射功率或任何其他损益。在接收机侧，该范围由受LoRa参数SF和BW影响的灵敏度阈值Srx限制。

模拟仿真的目的就是要模拟城市级海量部署设备的应用场景，因此必须让仿真环境接近真实环境。结合前面的lora的链路模型，因此仿真环境的建立必须是依赖真实设备射频特性，脱离真实设备和环境的设计都只会是纸上谈兵！本发明的所有仿真都是在唯传科技M100Alora模组的基础上完成的。

(2)建立空中路径损耗模型

射频信号的路径损耗或衰减是随着距离而变化的，发射器和接收器之间的障碍物也会衰减信号。衰减量随射频信号的频率和阻隔材料的类型和密度而变化。一般而言，传输频率越低，信号在空中和物体中传播的越好。这些参数可以用来估计系统可以通信的距离。

有许多模型来描述不同环境(建立区域，自由空间)的路径损耗。使用众所周知的对数距离路径损耗模型，其通常用于建模和人口稠密地区的部署。使用该模型，通信距离d的路径损耗可以描述为：

其中Lpl(d)是以dB为单位的路径损耗；

Lpl(d0)是参考距离d0处的平均路径损耗；

γ是路径损耗指数(空旷区域等于2)，Xσ～N(0，σ2)零均值的正态分布，便于分析设Xσ为0。

如果可视线空旷环境下，路径损耗就是空中信号损耗。为了确定Prx，Lpl，d0，γ和σ必须设置为参数路径损耗模型，通信距离d必须是已知的。

有了链路数据，仿真模拟节点设备的链路行为，建立这个设备模型，例如改变设置扩展因子(SF)和带宽(BW)、发射功率，来模拟仿真LoRa的传输行为。同时通过网关接收端的碰撞模型机制，通过模拟海量终端设备的高并发，来分析如何控制丢包率在接受的范围，并给出各种改进方案。

通过测试，40米距离的密集城区的空中路径损耗为81.9dB，通过公式(3)估算，节点在密集城区的可靠通信半径为为1.8Km，这个距离也符合的实际测试结果。

为了模拟仿真单网关的覆盖效果，先考虑最恶劣情况下的情形，为了评价仿真效果，采用国际通用的数据提取率DER作为评价标准：

DER＝(发送总数据包数–数据包发生碰撞数)/发送总数据包数DER越接近1，表明数据可以被成功接收和传输。

(3)、建立终端节点传输到基站的数据包碰撞模型

在设计和部署城市级物联网系统的时候，了解整个系统的通信链路到底有多强或者系统通信性能是否有一定的冗余，链路裕量这个指标就显得非常关键。对设计整个系统的通信链路和基站覆盖范围等都有很大的影响，因此需要采取一切手段来保证系统有足够的链路裕量，使得系统通信稳定可靠。

链路裕量是系统总体增益和系统总体损耗的差。定义如下：

链路裕量＝发射功率–接收灵敏度+天线增益–路径损耗 (3)

当链路裕量大于零时，发射机和接收机之间成功进行无线通信，这个是满足数据可靠通信的前提条件。例如，节点如果发射功率不足，发送的数据在环境的干扰等因素的影响，无线射频信号可能会在空中衰减，导致信号无法稳定到达基站，从而导致通信失败，出现丢包的现象。

综合以上数学模型，当两个LoRa传输在接收机处重叠时，有几个条件可以确定接收机是否可以解码，这些条件是载波频率(CF)，扩频因子(SF)，功率和时序。导致数据碰撞的情况可以考虑为以下几种参数的设定：

(1)接收重叠

假定定义接收间隔(ai，bi)分组i∈N，即接收i开始于ai并结束于bi。定义中点mi＝(ai+bi)/2和中点长度di＝(bi-ai)/2，如果两个数据包x和y

在它们接收间隔重叠，即：

O(x，y)＝|m_x-m_y|＜d_x+d_y (4)

(2)载波频率

当两个传输在时间上重叠时，而不是同频载波频率时，它们不会互相干扰，并且都可以被解码(假设接收机在两个载波频率上进行监听)。CF中的重叠被定义为这些频率的绝对差异，以及可容忍的频率偏移，其取决于带宽。

因此，可以定义两个无线传输信号是否存在信号碰撞的条件：

其中fx和fy是传输x和y的中心频率，fthreshold是最小容许频率偏移。

Semtech SX1272的最小可容忍频率偏移量为125kHz，带宽为250kHz时为120kHz，带宽为500kHz时为240kHz。也就是说如果是同频率信号在同一时刻在网关接收端会存在碰撞丢包的情形。

(3)扩频因子

LoRa中使用的扩频因子(SF)是正交的。因此可以成功地解码具有不同SF(和相同的CF和BW)的传输(假设有两个可用的接收路径)。因此，定义两个传输信号在扩频因子的碰撞条件如下：

(4)发射功率

由于LoRa是一种频率调制的形式，它可以产生捕获效应。当接收机上存在两个信号时，会产生捕获效应，较弱的信号被较强的信号抑制。因此，接收信号强度的差异可以相对较小。然而，当差异太小时，接收器保持两个信号之间的切换，实际上不能对传输进行解码。因此，可以定义在接收到的信号强度时，则数据包x与数据包y发生碰撞的条件为：

其中Px是x的传输信号强度，Py是y的传输信号强度，Pthreshold是功率阈值。

由以上几种分析可知，只有当等式4，等式5，等式6，等式7中定义的所有条件都为真时，则数据包x和y发生碰撞。因此，为了尽可能地扩大网关的节点容量数，就应该采用各种可行的策略，来最大程度地避免这些碰撞现象发生！碰撞现象的发生就意味着数据丢包，因此合理的参数设定和节点、网关的位置部署就非常关键。传统的物联网部署过程中，由于缺乏专业的指导，往往会出现节点信号不好或者基站网关信号覆盖不充分，以及参数设置不当等，都会对基站的覆盖容量造成影响。

因此在实际城市级部署物联网节点和物联网基站网关的时候，本发明提供的方法可以根据部署地的环境，模拟节点的数量和节点与网关的覆盖半径，根据上面(4)～(7)式的描述，要尽量避开各种参数设置不当导致节点数据上报无法有效到达基站的情形，尽可能地扩充单基站的覆盖容量。

所述步骤300：根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果具体包括：

采用链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；

模拟单网关情况下的多节点的通信行为，建立单网关覆盖模型；

模拟多网关情况下的多节点的通信行为，建立多网关覆盖模型；

调整模拟的动态参数，分析动态参数的调整对所述物联网智慧城市的影响。

最后，在项目仿真的结论基础上，会根据结果提出的实际部署建议，可以有力规避部署过程中各种重大问题。由于智慧城市级的项目在实施过程往往会碰到许多工程实际部署的问题，如部署位置信号不好、存在高大建筑物及树木遮挡等，导致环境干扰严重，节点设备本身的性能不达标，导致部署不理想等问题的存在。而这些问题如果事先没有全面的评估和了解，只会增加项目实施的困难，往往需要工程施工人员反复调整、更换设备才能够达到，耗时费力，同时也是极大地浪费了社会资源，例如基站选址不对，需要重新建立新址等。以上问题大大阻扰了智慧城市项目的快速落地，一些关系到国际民生的重大项目可能会因此受到不利影响等。

本发明经过半实物仿真模拟，结合实际的项目需求，力求在部署实施之前给项目提供理论指导和依据，为工程施工过程提供指导，大大降低了项目失败的风险，同时也极大的提高了项目完成的效率，节省了大量的人力财力，为智慧城市的全面推进提供了有力的工具。

如图3所示，一种智慧城市信号覆盖的仿真系统，所述系统包括：

需求指标获取模块1，用于根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；

仿真模型建立模块2，用于根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；

物联网设计模块3，用于根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；

部署建议模块4，用于根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。

如图3所示，所述需求指标获取模块1具体包括：

应用场景确定单元，用于确定无线信号覆盖的应用场景的环境和面积；

性能指标要求获取单元，用于获取所述应用场景中的物联网终端节点设备的无线性能指标的要求，所述无线性能指标具体包括：所述物联网终端节点设备的增益、接收灵敏度、发射功率；

需求指标获取单元，用于根据所述物联网终端节点设备的无线性能指标的要求获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标。

除了设备的链路行为需要仿真，还需要考虑真实城市环境部署过程中的可能面临各种信号衰减问题。因此城市的空中无线传输衰减也需要尽量接近真实城区环境。建立一个真实的测试环境来获取路径损耗实际数据，而不是单纯的依据理论值，从实际测试数据得出，真实环境和设备实际的链路损耗都是不可忽视的因素。为了最大限度的模拟真实密集城区覆盖环境，本发明的仿真方案设计思路主要遵循以下几个原则和思路：

采用基于唯传科技模组的链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；搭建城区环境的路径损耗测试环境，测试40米城区空旷环境下的链路损耗，从而可以估算终端节点可以稳定通信的可信距离。

为了模拟单网关覆盖的效果，我们模拟了单网关下面的多节点通信行为，分析丢包率高的可能原因及解决方案。

模拟动态调整参数的算法，并分析采用动态参数调整算法之后对系统的影响。模拟存在多网关覆盖下对系统的影响。

所述仿真模型建立模块2具体包括：

射频链路模型建立单元，用于根据所述物联网终端节点设备的特性建立所述物联网智慧城市建设的射频链路模型，所述物联网终端节点设备的特性包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、路径损耗；

路径损耗模型建立单元，用于根据所述物联网终端节点设备的路径损耗建立空中路径损耗模型；

数据包碰撞模型建立单元，用于建立所述物联网终端节点设备传输到基站的数据包碰撞模型。

所述物联网设计模块3具体包括：

链路行为模型建立单元，用于采用链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；

单网关覆盖模型建立单元，用于模拟单网关情况下的多节点的通信行为，建立单网关覆盖模型；

多网关覆盖模型建立单元，用于模拟多网关情况下的多节点的通信行为，建立多网关覆盖模型；

动态参数调整单元，用于调整模拟的动态参数，分析动态参数的调整对所述物联网智慧城市的影响。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种智慧城市信号覆盖的仿真方法，其特征在于，仿真方法应用于物联网智慧城市建设，所述仿真方法包括：

根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；

根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；

根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；

根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。

2.根据权利要求1所述的一种智慧城市信号覆盖的仿真方法，其特征在于，所述根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标具体包括：

确定无线信号覆盖的应用场景的环境和面积；

获取所述应用场景中的物联网终端节点设备的无线性能指标的要求，所述无线性能指标具体包括：所述物联网终端节点设备的增益、接收灵敏度、发射功率；

根据所述物联网终端节点设备的无线性能指标的要求获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标。

3.根据权利要求1所述的一种智慧城市信号覆盖的仿真方法，其特征在于，所述根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型具体包括：

根据所述物联网终端节点设备的特性建立所述物联网智慧城市建设的射频链路模型，所述物联网终端节点设备的特性包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、路径损耗；

根据所述物联网终端节点设备的路径损耗建立空中路径损耗模型；

建立所述物联网终端节点设备传输到基站的数据包碰撞模型。

4.根据权利要求1所述的一种智慧城市信号覆盖的仿真方法，其特征在于，所述根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果具体包括：

采用链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；

模拟单网关情况下的多节点的通信行为，建立单网关覆盖模型；

模拟多网关情况下的多节点的通信行为，建立多网关覆盖模型；

调整模拟的动态参数，分析动态参数的调整对所述物联网智慧城市的影响。

5.一种智慧城市信号覆盖的仿真系统，其特征在于，所述系统包括：

需求指标获取模块，用于根据无线信号覆盖的应用场景获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标；

仿真模型建立模块，用于根据所述需求指标建立所述物联网智慧城市建设的仿真模型；

物联网设计模块，用于根据所述仿真模型设计物联网设置状态，获得物联网智慧城市仿真结果；

部署建议模块，用于根据所述物联网智慧城市仿真结果获得物联网智慧城市的实际部署建议。

6.根据权利要求5所述的一种智慧城市信号覆盖的仿真系统，其特征在于，所述需求指标获取模块具体包括：

应用场景确定单元，用于确定无线信号覆盖的应用场景的环境和面积；

性能指标要求获取单元，用于获取所述应用场景中的物联网终端节点设备的无线性能指标的要求，所述无线性能指标具体包括：所述物联网终端节点设备的增益、接收灵敏度、发射功率；

需求指标获取单元，用于根据所述物联网终端节点设备的无线性能指标的要求获取实现所述物联网智慧城市建设的需求指标。

7.根据权利要求5所述的一种智慧城市信号覆盖的仿真系统，其特征在于，所述仿真模型建立模块具体包括：

射频链路模型建立单元，用于根据所述物联网终端节点设备的特性建立所述物联网智慧城市建设的射频链路模型，所述物联网终端节点设备的特性包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、路径损耗；

路径损耗模型建立单元，用于根据所述物联网终端节点设备的路径损耗建立空中路径损耗模型；

数据包碰撞模型建立单元，用于建立所述物联网终端节点设备传输到基站的数据包碰撞模型。

8.根据权利要求5所述的一种智慧城市信号覆盖的仿真系统，其特征在于，所述物联网设计模块具体包括：

链路行为模型建立单元，用于采用链路数据进行仿真测试，建立链路行为模型；

单网关覆盖模型建立单元，用于模拟单网关情况下的多节点的通信行为，建立单网关覆盖模型；

多网关覆盖模型建立单元，用于模拟多网关情况下的多节点的通信行为，建立多网关覆盖模型；

动态参数调整单元，用于调整模拟的动态参数，分析动态参数的调整对所述物联网智慧城市的影响。