[发明专利]一种室内Wifi跨层神经网络无线信道建模方法有效

专利信息
申请号: 202110954588.4 申请日: 2021-08-19
公开(公告)号: CN113708864B 公开(公告)日: 2022-05-03
发明(设计)人: 黄超颖;赵德双;翟浩 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H04B17/391 分类号: H04B17/391;H04B17/318;G06N3/08
代理公司: 电子科技大学专利中心 51203 代理人: 邓黎
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 室内 wifi 神经网络 无线 信道 建模 方法
【说明书】:

发明公开了一种室内Wifi‑Dropout跨层神经网络无线信道建模方法,属于室内无线通信技术领域。本发明引入神经网络Dropout思想,充分运用其权值分配与冗余丢弃思想,在保证结果准确的基础上,简化室内Wifi无线信道通信过程。针对LOS(Line of Sight)与NLOS(Non Line of Sight)场景进行分析,考虑了散射体对入射电磁波产生的幅度响应及相位响应,形象体现无线信道层多径信号传播特性。与传统室内无线信道通信方法相比,本发明能够进一步贴合实际室内通信场景,提高室内Wifi无线信道通信的效率和准确性。

技术领域

本方法属于室内无线通信技术领域,具体涉及一种室内Wifi跨层神经网络无线信道建模方法。

背景技术

短距离无线技术——Wifi(Wireless Fidelity)的普及,使设备间高效互通,极大的提高了人们生活的便捷性。然而,由于室内无线环境复杂,Wifi信号在传输过程中经历多径衰落、路径损耗和穿墙损耗,极大部分能量浪费在无线信道中,影响Wifi信号传输的稳定性和有效性。针对室内Wifi信号的传播提出一种无线信道建模方法,对提升Wifi系统的传输效率和通信准确性具有重要意义。

室内无线信道相对于传统信道来说有如下特点:终端用户移动性弱,无多普勒效应;覆盖范围小,环境变化大,不受天气变化影响。电磁波入射散射体所产生的反射和折射信号,对于有限的室内环境来说不可忽略,而传统的信道建模方法相较于室内信道来说不具有代表性。例如对数距离路径损耗模型和Saleh-Valenzuela(S-V)模型,借助数学统计规摔描述无线信道的传输性能,可以大致反映无线信道的传输特性,但是和真实环境往往会产生误差。此外,由于室内散射体密集,如何将室内信号入射散射体的传播过程准确形象地表达,是室内无线信道建模所面临的一大问题。例如射线追踪模型,根据传播机制的不同对每条路径的幅度、角度、相位、时延等参数进行计算,结合对应的系统带宽和天线方向图,获取接收点处所有传播径的合成结果。然而该方法缺乏散射体对入射电磁波产生物理响应的考虑,且通信过程较为抽象。

因此,本发明研究室内无线信道并提出一个更为贴近现实的室内Wifi无线信道建模方法,给出其具体步骤,对室内Wifi无线系统的研究具有非常重要的基础性价值。

发明内容

本发明针对室内Wifi无线信道特点进行研究分析,提出了一种室内Wifi跨层神经网络无线信道建模方法,该建模方法引入神经网络Dropout通信思想,可视化室内信号多径传播过程,克服传统信道建模方法缺乏散射体对入射电磁波产生物理响应的考虑,且建模过程较为复杂无法简明表示多径信道的问题。

本发明采用的技术方案如下:

一种室内Wifi跨层神经网络无线信道的建模方法,包括以下步骤:

S1.发射馈电端向发射天线进行馈电,发射天线以随机的发射角度向外辐射发射信号;将发射天线的辐射方向图按角度功分为n路辐射区间,取各辐射区间的中线对应的方向图增益作为第i路辐射区间的辐射增益Gn(i):

其中,i=1,2,...n,G表示发射天线的增益。

S2.在接收天线端,信号以随机角度入射至接收天线;将接收天线的接收方向图按角度功分为m路接收区间,取各接收区间的中线对应的方向图增益作为第j路接收区间的接收增益G'm(j);各路接收区间所接收到的信号合成为一路总接收信号。

其中,j=1,2,...m,G'表示接收天线的增益。

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