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申请/专利权人：南京邮电大学

摘要：本发明提供了一种金属管道激发表面波传输信道测量和建模方法，首先，利用金属导体与介质之间的耦合效应，通过工业物联网环境中常见的金属管道激发表面波，从而产生有效降低路径损耗的表面波信道。然后，对受不同结构的金属管所激发表面波影响产生的通信信道进行测量和建模。对于信道条件较差的正交管道结构，引入导线作为补偿，优化了信道特性。本发明方法有效降低了信号在该场景下传输过程中的损耗，并通过对不同结构金属管道引入表面波后信道传输性能的测试得出了金属管道处于不同结构和状态下时表面波对系统性能不同程度的优化作用，另外，在某些结构金属管道所激发的表面波优化作用有限时，通过人工引入补偿对系统性能进行进一步的优化。

主权项：1.一种金属管道激发表面波传输信道测量和建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，模拟现实工业物联网场景，建立平直空心金属管道激发表面波系统模型，设置测量场景，对所述系统模型的信道传输特性进行测量；步骤2，获取步骤1所测量出的数据，并求取每个测量点的平均路径损耗值；步骤3，构建平直金属管道激发表面波场景下耦合距离造成的表面波路径损耗衰减值的关于耦合距离的含参函数模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，得出的关于耦合距离的函数，并通过残差平方和SSE对其进行检验；步骤4，根据基于不同耦合距离下的路径损耗指数值和耦合距离，构建平直金属管道激发表面波场景下基于不同耦合距离的路径损耗指数关于耦合距离的含参函数模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，得出关于耦合距离的函数，并通过残差平方和SSE进行检验；步骤5，构建平直金属管道激发表面波场景下的无线通信结合表面波的信道路径损耗模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，并进行数据检验；步骤6，模拟现实工业物联网场景，构建正交空心金属管道激发表面波系统模型，设置测量场景，对所述系统模型的信道传输特性进行测量；步骤7，获取步骤6所测量出的数据，并求取每个测量点的平均路径损耗值；步骤8，构建正交金属管道激发表面波场景下耦合距离造成的表面波路径损耗衰减值的关于耦合距离的含参函数模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，得出的关于耦合距离的函数，并进行数据检验；步骤9，根据基于不同耦合距离下的路径损耗指数值和耦合距离，构建正交金属管道激发表面波场景下基于不同耦合距离的路径损耗指数关于耦合距离的含参函数模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，得出关于耦合距离的函数，并进行数据检验；步骤10，构建正交金属管道激发表面波场景下的无线通信结合表面波的信道路径损耗模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，并进行数据检验；步骤11，将步骤1和步骤10所得信道模型与自由空间传输信道模型进行对比，并设计方案利用铜导线对正交金属管道激发表面波的信道传输特性进行优化；步骤12，根据步骤11所设计的方案构建引入铜导线补偿的正交金属管道激发表面波系统模型，设置测量场景，对所述系统模型的信道传输特性进行测量；步骤13，获取步骤12所测量出的数据，并求取每个测量点的平均路径损耗值；步骤14，构建引入铜导线作为补偿的正交金属管道激发表面波场景下耦合距离造成的表面波路径损耗衰减值的关于耦合距离的含参函数模型，使用非线性最小二乘法进行拟合参数，得出关于耦合距离的函数，并进行数据检验；步骤15，根据基于不同耦合距离下的路径损耗指数值和耦合距离，构建引入铜导线作为补偿的正交金属管道激发表面波场景下基于不同耦合距离的路径损耗指数关于耦合距离的含参函数模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，得出关于耦合距离的函数，并进行数据检验；步骤16，构建引入铜导线作为补偿的正交金属管道激发表面波场景下的无线通信结合表面波的信道路径损耗模型，使用非线性最小二乘法拟合参数，并进行数据检验。

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百度查询： 南京邮电大学 一种金属管道激发表面波传输信道测量和建模方法