基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法及系统与流程

本发明涉及通信数据处理，具体涉及一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法、一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正系统、一种计算机设备、一种计算机可读存储介质及一种计算机程序产品。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、如今，5g技术已经逐渐成熟，无线通信技术领域的发展日新月异。为了实现5g切入各垂直行业的商用服务，各大运营商已经开始紧锣密鼓地推动5g网络从高速率、低时延、大容量、广覆盖的理论设计到工程落地。路径损耗模型在链路质量评估、信号覆盖范围规划、网络建设和优化以及系统质量提升等应用场景中发挥重要作用。然而，5g信道建模面临通信场景复杂多变、频段范围广、高速移动信道时变性强等挑战，通用信道传播模型在不同场景、不同频段、不同时间下的适用性还有待提高。目前直接使用5g通用信道传播模型并不现实，更为可行的方案是建立一套针对电力、道路、隧道等多样场景都适用的路径损耗修正方法，进而优化无线通信系统的设计和性能。

3、基于各类典型场景所做的路损模型修正，目前已有机制可分为两种。第一种是针对不同地形、不同建筑物效应、不同大气条件、不同天线高度引入专门的修正项，以修正各类因素对模型的影响。不同应用场景的环境条件各不相同，所需的修正项和参数也会有所不同，这导致该方法在广泛应用时的适用性受到限制；此外，地形、建筑物等信息需要专业的技术人员进行精确的测量和分析，该方法需要耗费大量的资源和人力成本；如果存在多个因素的复杂交互，该方法的实施过程也变得更加棘手；例如，不同地形、建筑物和频率对路径损耗的影响可能在不同场景下呈现出非线性特征，就需要更加细致、复杂的修正方法和算法来处理这些情况。综合来看，该方法的适用性较为有限，实施的成本较高，并且面临复杂的情况和困难，需要克服许多技术和资源上的挑战。

4、第二种是利用测量数据、仿真数据对现有的路损模型参数进行修正，相较于第一种方法，适用性强，难度小。实地测量可以获取真实场景下的路损信息，这些数据包括不同地理环境、建筑物分布和频率条件下的信号衰减情况，可以更准确地了解信号的传播特性，从而修正现有的路损模型参数；该方法的核心是数据收集和参数优化，相对直观和可操作，相比于对现有模型的复杂修正，该方法的实施相对简单且难度较小。然而，在针对特定应用场景进行的信道测量中，往往因设备、场地或时间受限等原因导致实际采集的测量数据不足，难以实现对路损模型的有效修正。同时，现有研究建立的修正方法的有效性仅限于测量距离范围内，在超出该范围的距离上存在不确定性和误差。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法及系统，通过不断淘汰距离间隔最大的数据点，同时引入叠加和微分等变换新生成的距离间隔最小的数据点的方式，来不断调整初始路损序列以应对误差逐渐增大问题，进而增强了扩充数据集的可靠性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法。

4、一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法，包括以下过程：

5、获取无线信道的路径损耗数据；

6、将所述路径损耗数据按照由近及远排序，若存在同一距离多次测量的情况，对多次测量的数据取均值，得到初始路损序列；

7、将初始路损序列进行叠加变换得到叠加变换后的路损序列；

8、对叠加变换后的路损序列进行累加处理，得到任意距离间隔处对应的路径损耗参数的累加值，累减还原为相应距离点的扩充路损序列；

9、根据路损序列和初始路径进行路径损耗模型的修正。

10、作为本发明第一方面进一步的限定，利用浮动截距路损模型分段建模初始路损序列的路损特性以及扩充路损序列的路损特性。

11、作为本发明第一方面更进一步的限定，

12、

13、其中，α表示fi模型的可变截距，β称为浮动截距，d0为断点对应的距离。

14、作为本发明第一方面更进一步的限定，通过最小二乘法拟合初始路损序列与扩充路损序列的路径损耗参数完成建模，利用分段方式优化各个参数实现路损模型修正。

15、作为本发明第一方面进一步的限定，将初始路损序列进行叠加变换得到叠加变换后的路损序列，包括：

16、

17、其中，δdk为距离间隔，即当前距离与前一路损数据点的距离之差：δdk＝dk-dk-1，令δd1＝1，叠加变换通过将距离间隔作为权进行处理，同一距离处只能有一组路损数据。

18、作为本发明第一方面更进一步的限定，对叠加变换后的路损序列进行累加处理，得到任意距离间隔处对应的路径损耗参数的累加值，累减还原为相应距离点的扩充路损序列，包括：

19、建立累加序列的微分方程：

20、

21、根据最小二乘原理，求解微分方程的参数a和b，得到累加序列：

22、

23、进一步累减还原为相应距离点的路径损耗：

24、

25、第二方面，本发明提供了一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正系统。

26、一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正系统，包括：

27、数据获取单元，被配置为：获取无线信道的路径损耗数据；

28、初始路损序列生成单元，被配置为：将所述路径损耗数据按照由近及远排序，若存在同一距离多次测量的情况，对多次测量的数据取均值，得到初始路损序列；

29、叠加变化单元，被配置为：将初始路损序列进行叠加变换得到叠加变换后的路损序列；

30、累加累减单元，被配置为：对叠加变换后的路损序列进行累加处理，得到任意距离间隔处对应的路径损耗参数的累加值，累减还原为相应距离点的扩充路损序列；

31、模型修正单元，被配置为：根据路损序列和初始路径进行路径损耗模型的修正。

32、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：处理器和计算机可读存储介质；

33、处理器，适于执行计算机程序；

34、计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法。

35、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于被处理器加载并执行如本发明第一方面所述的基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法。

36、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、1、本发明创新性的提出了一种基于有限数据集的高精度路径损耗模型修正方法及系统，通过不断淘汰距离间隔最大的数据点，同时引入叠加和微分等变换新生成的距离间隔最小的数据点的方式，来不断调整初始路损序列以应对误差逐渐增大问题，进而增强了扩充数据集的可靠性。

39、2、本发明针对无线通信系统中不同距离范围内信号的衰减情况，将整个通信范围划分为两个段落，利用浮动截距(floating-intercept，fi)路损模型分段建模现有数据段落范围内与扩充数据段落范围内的路损特性，从而更精确地捕捉不同距离段落内信号的衰减特征。

40、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。