CN202634449U - 一种信道路损模型校正装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种信道路损模型校正装置，其包括数据输入单元，数据处理器，FLASH存储器，信号增益放大器，外围接口模块，数据产生与输出模块和电源单元，其特征在于所述数据输入单元连接至所述数据处理器的第一端；所述FLASH存储器连接至所述数据处理器的第二端；所述信号增益放大器连接至所述数据处理器的第三端；所述外围接口模块的第一端连接至所述数据处理器的第四端；所述外围接口模块的第二端连接至所述电源单元；所述数据产生与输出模块连接至所述数据处理器的第五端。本实用新型可降低校正复杂度，解决了现有设备校正效率低下、精度不高的缺陷，且具有成本低廉及功耗低等优点。

Description

一种信道路损模型校正装置
技术领域
本实用新型涉及无线网络应用领域，特别是提供了一种信道路损模型校正装置。
背景技术
现今，对于无线网络来说，信道路损模型的校正问题是一个重要方面。在实际应用中，使用的信道路损模型基本都是经验模型，如Okumura-Hata模型、COST 231-Hata模型、CCIR模型和LEE模型等。在这些模型中，影响电波传播的主要因素如距离、天线高度和地理类型等都是以变量的形式在路径损耗公式中反映出来。信道路损模型用来表示无线电信号在传播环境中的衰减情况，是独特的和复杂，经典的信道模型也只是粗略的表达了某一频段无线信号的传播状况，由于不同通信地点，不同城市的地理环境不一样，其无线信道环境也不尽相同。一个好的信道路损模型应该能够根据不同的地貌和通信环境的特征做出合适的模型调整。这就需要利用大量的统计实测数据对信道路损模型进行校正，使得校正后的模型数据能够较真实的反映信道情况。
这些信道路损模型在具体环境下应用时，对应的信道路损模型函数式应该各不相同，为了准确的预测本地环境的信道路损损耗，常用的方法就是通过实测数据拟合模型，对原始信道路损模型公式进行校正。这样，经过校正后的信道路损预测的准确性将大大提高，就能够较好的反映本地无线传播环境的特点。
但是，现有的信道路损模型校正方法容易受到各种干扰的影响，存在以下问题：1)由于存在非视距点的衍射损失，信道路损模型预测常出现异常问题；2)校正复杂度高，精度不高、成本高。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出一种信道路损模型校正装置。本实用新型用于无线网络中信道路损模型的校正，该装置可利用实际的场强路测数据对无线信道的路损模型进行自动修正，用修正后的信道模型进行信道质量预测，使得预测的信号数据能够表示实际的场强路测信号。
本实用新型的技术方案是：
一种信道路损模型校正装置，其包括数据输入单元，数据处理器，FLASH存储器，信号增益放大器，外围接口模块，数据产生与输出模块，电源单元。其特征在于：所述数据输入单元连接至所述数据处理器的第一端；所述FLASH存储器连接至所述数据处理器的第二端；所述信号增益放大器连接至所述数据处理器的第三端；所述外围接口模块的第一端连接至所述数据处理器的第四端；所述外围接口模块的第二端连接至所述电源单元；所述数据产生与输出模块连接至所述数据处理器的第五端。
整个装置的处理原理如下：所述数据输入单元用于大量场强路测数据的统计输入，输入的数据被所述数据输入单元进行初步的平滑处理，去掉异常的数据信息，形成多组数据信息，然后传送至所述数据处理器。所述数据处理器在所述FLASH存储器、信号增益放大器和外围接口模块的支撑协作处理下对输入的数据信息进行模型校正处理。所述FLASH存储器用于缓存和保存所述数据处理器的运算和处理信息。所述外围接口模块用于驱动外围的电路信号，确保与外围电路的接口兼容。所述信号增益放大器用于对信号的放大，确保数据在处理时由于信号衰减导致无法获取和处理。所述电源单元通过外围接口模块的接口为整个装置系统供电。所述数据处理器对所有数据处理完毕校正完信道路损模型后，将信息传送至所述数据产生与输出模块，所述数据产生与输出模块就产生所对应的数据并将其输出，进而得到最终的校正后的信道路损模型和校正后的可用场强路测数据。
所述数据处理器对输入数据的处理流程如下：
首先从多组输入数据中选取第一组场强路测数据信息，然后选用信道模型，本装置可设置四种信道路损模型，包括：Okumura-Hata模型、COST 231-Hata模型、CCIR模型和通用模型。四种模型用于的场景存在区别，各模型说明和模型表达公式如下。
一.Okumura-Hata模型
Okumura-Hata模型应用频率在150～1500MHz之间，适用于小区半径大于1km的宏蜂窝系统，基站天线有效高度在30～200m之间，移动台天线高度在1～10m之间。Okumura-Hata模型的路径损耗计算公式为：
L＝K1+K2log10(fc)-K3log10(hBS)-α(hMS)+(K4-K5log10(hBS))log10(d)+Ccell+Kclutter
其中，L为路径损耗，其单位为dB，fc(MHz)为工作频率，hBS(m)为基站天线有效高度，hMS为移动台天线有效高度，d(km)为基站发射机到移动台接收机的直线距离，α(hBS)为有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数：
Figure BSA00000670420700021
Ccell为小区类型校正因子：
Figure BSA00000670420700031
Kclutter为地形校正因子，反映一些地形环境因素对路径损耗的影响，如水，树木等。
二.COST 231-Hata模型
COST 231-Hata模型应用频率在1500～2000MHz之间，适用于小区半径大于1km的宏蜂窝系统，基站天线有效高度在30～200m之间，移动台天线高度在1～10m之间。其路径损耗计算公式为：
L＝K1+K2log10(fc)-K3log10(hBS)-α(hMS)+(K4-K5log10(hBS))log10(d)+Ccell+Kclutter+CM
其中，变量定义同上。CM为大城市中心校正因子：
Figure BSA00000670420700032
三.CCIR模型
CCIR模型反映了自由空间路径损耗和地形引入的联合效果，其路径损耗计算公式为：
L＝K1+K2log10(fc)-K3log10(hBS)-α(hMS)+(K4-K5log10(hBS))log10(d)-B
其中，fc(MHz)为工作频率，hBS(m)为基站天线有效高度，hMS为移动台天线有效高度，d(km)为基站发射机到移动台接收机的直线距离，
α(hBS)为有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数：
该公式为Hata模型在城市传播环境下的应用，B为校正因子：
B＝30-25log10(被建筑物覆盖的区域的百分比)，
如15％的区域被覆盖，则：B＝30-25log10(15)≈0dB。
四.通用模型：
L＝K1+K2log10(d)+K3log10(hBS)+K4DiffLoss+K5log10(d)log10(hBS)+CMShMS+Kclutter
其中：d为基站发射机到移动台接收机的直线距离，hBS为基站发射机天线有效高度，hMS为移动台接收机有效高度，DiffLoss为由障碍物引起的衍射损耗，K1为截断功率值(频率相关因子)，K2为距离衰减因子(路径损耗因子)，K3为基站发射机天线有效高度增益因子，K4为衍射损耗因子，K5为与基站发射机天线有效高度和距离有关的因子，CMS为移动台天线有效高度因子，CMS＝0，Kclutter为地物修正因子，Kclutter＝1。
其次，对选用的模型预设系数(K1～K5)，各模型对应的预设系数如下表示：
  Okumura-Hata模型   COST 231-Hata模型   CCIR模型   通用模型
  K1   69.55   46.3   69.55   -23.5
  K2   26.16   33.9   26.16   -44.9
  K3   13.82   13.82   13.82   -5.83
  K4   44.9   44.9   44.9   -0.5
  K5   6.55   6.55   6.55   6.55
然后，将没有获得预测数据的场强路测点对应的信息数据剔除过滤，进行数据处理，系数因子校正步骤如下：
1)、计算输入的路测数据的总均方值和误差，得出整个结果的总误差和均方误差；
2)、调整K1使得1)步中的总误差和均方误差为0；
3)、保持上述参数不变，上下调整K2至均方值最小；
4)、调整K4得到新的较小的均方值。然后，重复步骤3)改变K2值；
5)、重复步骤4)改变K4值；
6)、保持步骤5)的参数不变，改变K3值得到较小的误差均方值；
7)、改变K2、K3、K4值后，再改变K5值以得到更小的误差均方值；
8)、重复步骤2)～7)以得到更小的误差均方值；
9)、上述系数因子调整完毕后，将参数代信道路损模型进行预测验证，采用最小二乘曲线拟合方法进行数据拟合，以确保各系数值的设定使得误差均方值最小，即验证的预测结果修正指标是修正后的模型预测的数据的标准差小于3dB。
对每组路测数据全部处理完毕后，依据更新后的系数模型产生校正后的路测数据。所述数据产生与输出模块就产生所对应的数据并将其输出，进而得到最终的校正后的信道路损模型和校正后的可用场强路测数据。
一种信道路损模型校正装置，其特征在于：数据处理器采用西门子6ES7422-1FH00-0AA0芯片，电源单元采用西门子S7-400PS 405 24V DC直流电源。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出性特点和显著优点：
本实用新型可降低校正复杂度，解决了现有设备校正效率低下、精度不高的缺陷，而且具有成本低廉及功耗低等优点。
附图说明
图1为本实用新型的装置框图；
图2为本实用新型对输入数据的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本实用新型进一步说明：
参见图1，一种信道路损模型校正装置，其包括数据输入单元1，数据处理器2，FLASH存储器3，信号增益放大器4，外围接口模块5，数据产生与输出模块6，电源单元7。其特征在于：所述数据输入单元1连接至所述数据处理器2的第一端；所述FLASH存储器3连接至所述数据处理器2的第二端；所述信号增益放大器4连接至所述数据处理器2的第三端；所述外围接口模块5的第一端连接至所述数据处理器2的第四端；所述外围接口模块5的第二端连接至所述电源单元7；所述数据产生与输出模块6连接至所述数据处理器2的第五端。
整个装置的处理原理如下：所述数据输入单元1用于大量场强路测数据的统计输入，输入的数据被所述数据输入单元1进行初步的平滑处理，去掉异常的数据信息，形成多组数据信息，然后传送至所述数据处理器2。所述数据处理器2在所述FLASH存储器3、信号增益放大器4和外围接口模块5的支撑协作处理下对输入的数据信息进行模型校正处理。所述FLASH存储器3用于缓存和保存所述数据处理器2的运算和处理信息。所述外围接口模块5用于驱动外围的电路信号，确保与外围电路的接口兼容。所述信号增益放大器4用于对信号的放大，确保数据在处理时由于信号衰减导致无法获取和处理。所述电源单元7通过外围接口模块5的接口为整个装置系统供电。所述数据处理器2对所有数据处理完毕校正完信道路损模型后，将信息传送至所述数据产生与输出模块6，所述数据产生与输出模块6就产生所对应的数据并将其输出，进而得到最终的校正后的信道路损模型和校正后的可用场强路测数据。
一种信道路损模型校正装置，其特征在于：数据处理器2采用西门子6ES7422-1FH00-0AA0芯片，电源单元7采用西门子S7-400 PS 405 24V DC直流电源。
如图2为本实用新型对输入数据的处理流程图，其流程如下：
首先从多组输入数据中选取第一组路测数据信息，然后选用信道模型，本装置可设置四种信道路损模型，包括：Okumura-Hata模型、COST 231-Hata模型、CCIR模型和通用模型。四种模型用于的场景存在区别，各模型说明和模型表达公式如下。
一.Okumura-Hata模型
Okumura-Hata模型应用频率在150～1500MHz之间，适用于小区半径大于1km的宏蜂窝系统，基站天线有效高度在30～200m之间，移动台天线高度在1～10m之间。Okumura-Hata模型的路径损耗计算公式为：
L＝K1+K2log10(fc)-K3log10(hBS)-α(hMS)+(K4-K5log10(hBS))log10(d)+Ccell+Kclutter
其中，L为路径损耗，其单位为dB，fc(MHz)为工作频率，hBS(m)为基站天线有效高度，hMS为移动台天线有效高度，d(km)为基站发射机到移动台接收机的直线距离，α(hBS)为有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数：
Ccell为小区类型校正因子：
Figure BSA00000670420700062
Kclutter为地形校正因子，反映一些地形环境因素对路径损耗的影响，如水，树木等。
二.COST 231-Hata模型
COST 231-Hata模型应用频率在1500～2000MHz之间，适用于小区半径大于1km的宏蜂窝系统，基站天线有效高度在30～200m之间，移动台天线高度在1～10m之间。其路径损耗计算公式为：
L＝K1+K2log10(fc)-K3log10(hBS)-α(hMS)+(K4-K5log10(hBS))log10(d)+Ccell+Kclutter+CM
其中，变量定义同上。CM为大城市中心校正因子：
Figure BSA00000670420700063
二.CCIR模型
CCIR模型反映了自由空间路径损耗和地形引入的联合效果，其路径损耗计算公式为：
L＝K1+K2log10(fc)-K3log10(hBS)-α(hMS)+(K4-K5log10(hBS))log10(d)-B
其中，fc(MHz)为工作频率，hBS(m)为基站天线有效高度，hMS为移动台天线有效高度，d(km)为基站发射机到移动台接收机的直线距离，
α(hBS)为有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数：
Figure BSA00000670420700071
该公式为Hata模型在城市传播环境下的应用，B为校正因子：
B＝30-25log10(被建筑物覆盖的区域的百分比)，
如15％的区域被覆盖，则：B＝30-25log10(15)≈0dB。
四.通用模型：
L＝K1+K2log10(d)+K3log10(hBS)+K4DiffLoss+K5log10(d)log10(hBS)+CMShMS+Kclutter
其中：d为基站发射机到移动台接收机的直线距离，hBS为基站发射机天线有效高度，hMS为移动台接收机有效高度，DiffLoss为由障碍物引起的衍射损耗，K1为截断功率值(频率相关因子)，K2为距离衰减因子(路径损耗因子)，K3为基站发射机天线有效高度增益因子，K4为衍射损耗因子，K5为与基站发射机天线有效高度和距离有关的因子，CMS为移动台天线有效高度因子，CMS＝0，Kclutter为地物修正因子，Kclutter＝1。
其次，对选用的模型预设系数(K1～K5)，各模型对应的预设系数如下表示：
  Okumura-Hata模型   COST 231-Hata模型   CCIR模型   通用模型
  K1   69.55   46.3   69.55   -23.5
  K2   26.16   33.9   26.16   -44.9
  K3   13.82   13.82   13.82   -5.83
  K4   44.9   44.9   44.9   -0.5
  K5   6.55   6.55   6.55   6.55
然后，将没有获得预测数据的场强路测点对应的信息数据剔除过滤，进行数据处理，系数因子校正步骤如下：
1)、计算输入的路测数据的总均方值和误差，得出整个结果的总误差和均方误差；
2)、调整K1使得1)步中的总误差和均方误差为0；
3)、保持上述参数不变，上下调整K2至均方值最小；
4)、调整K4得到新的较小的均方值。然后，重复步骤3)改变K2值；
5)、重复步骤4)改变K4值；
6)、保持步骤5)的参数不变，改变K3值得到较小的误差均方值；
7)、改变K2、K3、K4值后，再改变K5值以得到更小的误差均方值；
8)、重复步骤2)～7)以得到更小的误差均方值；
9)、上述系数因子调整完毕后，将参数代信道路损模型进行预测验证，采用最小二乘曲线拟合方法进行数据拟合，以确保各系数值的设定使得误差均方值最小，即验证的预测结果修正指标是修正后的模型预测的数据的标准差小于3dB。
对每组路测数据全部处理完毕后，依据更新后的系数模型产生校正后的场强路测数据。所述数据产生与输出模块6就产生所对应的数据并将其输出，进而得到最终的校正后的信道路损模型和校正后的可用场强路测数据。
综上所述，本实用新型可利用实际的场强路测数据对无线信道路损模型自动进行修正，用修正后的信道模型进行信道信号质量预测，使得预测的信号能够表示实际的路测信号。本实用新型解决了现有设备校正效率低下、精度不高的缺陷，而且具有使用方便、成本低廉及功耗低等优点。

Claims (2)

1.一种信道路损模型校正装置，其包括数据输入单元(1)，数据处理器(2)，FLASH存储器(3)，信号增益放大器(4)，外围接口模块(5)，数据产生与输出模块(6)和电源单元(7)，其特征在于：所述数据输入单元(1)连接至所述数据处理器(2)的第一端；所述FLASH存储器(3)连接至所述数据处理器(2)的第二端；所述信号增益放大器(4)连接至所述数据处理器(2)的第三端；所述外围接口模块(5)的第一端连接至所述数据处理器(2)的第四端；所述外围接口模块(5)的第二端连接至所述电源单元(7)；所述数据产生与输出模块(6)连接至所述数据处理器(2)的第五端。
2.如权利要求1所述的一种信道路损模型校正装置，其特征在于：数据处理器(2)采用西门子6ES7422-1FH00-0AA0芯片，电源单元(7)采用西门子S7-400PS 40524V DC直流电源。 
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CN114629578A (zh) * 2021-11-05 2022-06-14 成都市以太节点科技有限公司 一种林区信号传播路径损耗模型构建方法、装置、电子设备及存储介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112671458A (zh) * 2019-10-15 2021-04-16 富士通株式会社 拉曼放大系统的传输损伤分解模型的建立方法、装置和系统
CN114629578A (zh) * 2021-11-05 2022-06-14 成都市以太节点科技有限公司 一种林区信号传播路径损耗模型构建方法、装置、电子设备及存储介质
CN114629578B (zh) * 2021-11-05 2024-04-16 成都市以太节点科技有限公司 一种林区信号传播路径损耗模型构建方法、装置、电子设备及存储介质

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