电磁波损耗预测方法和系统、电磁波场强预测方法和系统与流程

本发明涉及电磁波
技术领域：
，特别是涉及一种电磁波损耗预测方法和系统、电磁波场强预测方法和系统。
背景技术：
：目前电子设备的普及度越来越高，其中很多智能终端设备需要连接网络，在构建无线网络时，需要对网络所需要覆盖的地区进行无线网络信号强度的预测。由于无线信号需要利用电磁波进行传输，所以需要对无线信号辐射源所覆盖地区的电磁波场强大小进行准确预测，以保证无线信号的顺利传输。例如，目前高楼大厦众多，特别需要对建筑群或建筑物等目标体的内部电磁波信号强度进行预测。对该信号强度进行准确预测的关键之处在于如何准确预测电磁波从目标体外部传播到目标体内部的损耗值。传统技术一般根据目标体的外部材质来预测电磁波从目标体外部传输到内部的电磁波损耗值。但是，由于目标体的特征众多，例如建筑物就具有多种多样的外墙类型，所以传统的预测方式并不能准确预测电磁波的损耗值，进而影响了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。技术实现要素：基于此，有必要针对电磁波损耗值预测不准确的问题，提供一种电磁波损耗预测方法。一种电磁波损耗预测方法，包括步骤：根据电磁波接收点所在的目标体的特征信息提取外部结构参数；根据所述外部结构参数确定所述目标体的开孔比例系数和开孔材质损耗系数；根据所述开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取所述目标体的电磁波穿透损耗值。上述电磁波损耗预测方法，从目标体的特征信息中提取目标体的外部结构参数，并根据外部结构参数确定目标体的开孔比例和开孔材质损耗系数，根据开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取电磁波穿透损耗值，该方法克服了传统技术电磁波损耗预测不准确的问题，实现了对电磁波损耗进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。在一个实施例中，根据所述开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取所述目标体的电磁波穿透损耗值的步骤：根据所述目标体的开孔比例、外部材质、开孔材质和电磁波的入射角度构建所述目标体的穿透损耗模型；将所述目标体的开孔比例系数、外部材质损耗系数、开孔材质损耗系数和电磁波的入射角度输入所述穿透损耗模型获取所述电磁波穿透损耗值。在一个实施例中穿透损耗模型包括：其中，lpen表示所述电磁波穿透损耗，p表示所述开孔比例系数，lw表示所述外部材质损耗系数，lg表示所述开孔材质损耗系数，θ表示所述电磁波的入射角度，lv为设定的附加穿透损耗值，α为设定的指数参量。在一个实施例中，电磁波损耗预测方法还包括如下步骤：从所述目标体的特征信息中提取目标体的内部结构参数，根据所述内部结构参数获取所述目标体的内部损耗系数；根据所述接收点的位置确定电磁波的内部传输距离，根据所述内部传输距离和内部损耗系数得到电磁波内部传播损耗值。在一个实施例中，根据所述内部传输距离和内部损耗系数得到电磁波内部传播损耗的步骤包括：利用如下公式计算电磁波内部传播损耗值：lindoor＝βd1其中，lindoor表示所述电磁波内部传播损耗值，β表示所述内部损耗系数，d1表示所述内部传输距离。在一个实施例中，电磁波损耗预测方法还包括如下步骤：获取电磁波发射源的位置信息，根据所述位置信息确定电磁波的外部传输距离；其中，所述外部传输距离是电磁波从电磁波的发射源传播至所述目标体的距离；根据所述外部传输距离和电磁波的频率值获取电磁波的外部传播损耗值。在一个实施例中，根据所述外部传输距离和电磁波的频率值获取电磁波的外部传播损耗值的步骤包括：利用如下公式计算电磁波外部传播损耗值：lf＝32.4+20lgf+20lgd2其中，lf表示所述电磁波外部传播损耗值，f表示所述电磁波的频率值，d2表示所述外部传输距离。另外，还有必要针对传统技术电磁波损耗预测不准确的问题，提供一种电磁波损耗预测系统，包括：参数提取模块，用于根据电磁波接收点所在的目标体的特征信息提取外部结构参数；系数确定模块，用于根据所述外部结构参数确定所述目标体的开孔比例系数和开孔材质损耗系数；损耗获取模块，用于根据所述开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取所述目标体的电磁波穿透损耗值。上述电磁波损耗预测系统，利用参数提取模块从目标体的特征信息中提取目标体的外部结构参数，通过系数确定模块根据外部结构参数确定目标体的开孔比例和开孔材质损耗系数，利用损耗获取模块根据开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取电磁波穿透损耗值，该系统克服了传统技术电磁波损耗预测不准确的问题，实现了对电磁波损耗值进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。进一步地，针对上述电磁波场强预测不准确的问题，还提供一种电磁波场强预测方法，该方法包括如下步骤：获取电磁波的发射天线的发射功率、发射天线的天线增益和接收天线的天线增益；其中，所述接收天线设在目标体的内部；获取所述目标体的电磁波损耗值；其中，所述电磁波损耗包括电磁波穿透损耗值、电磁波内部传播损耗值和电磁波外部传播损耗值，利用如上所述的电磁波损耗预测方法预测电磁波穿透损耗值；根据所述发射天线的发射功率、发射天线的天线增益、接收天线的天线增益和所述电磁波损耗确定所述目标体的内部场强。上述场强预测方法，克服了传统技术对目标体的内部场强预测不准确的问题，实现了对目标体的内部的电磁波场强的准确预测。还提供一种电磁波场强预测系统，该系统包括：参数获取模块，用于获取电磁波发射天线的发射功率、发射天线的天线增益和接收天线的天线增益；其中，所述接收天线设在目标体的内部；损耗预测模块，用于获取所述目标体的电磁波损耗值；其中，所述电磁波损耗包括电磁波穿透损耗值、电磁波内部传播损耗值和电磁波外部传播损耗值，利用如上所述的电磁波损耗预测方法预测电磁波穿透损耗值；场强预测模块，用于根据所述发射天线的发射功率、发射天线的天线增益、接收天线的天线增益和所述电磁波损耗预测所述目标体的内部场强。上述电磁波场强预测系统，克服了传统技术对目标体的内部场强预测不准确的问题，实现了对目标体的内部的电磁波场强的准确预测。一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述电磁波损耗预测方法或电磁波场强预测方法。上述计算机设备，通过所述处理器上运行的计算机程序，实现了对电磁波损耗进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述电磁波损耗预测方法或电磁波场强预测方法。上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，实现了对电磁波损耗进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。附图说明图1为一个实施例中的电磁波损耗预测方法的流程图；图2为一个实施例中的电磁波传播的示意图；图3为一个实施例中的电磁波损耗预测系统的结构示意图；图4为一个实施例中的电磁波场强预测方法的流程图；图5为一个实施例中的电磁波场强预测系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的电磁波损耗预测方法的具体实施方式进行详细说明。在一个实施例中，提供一种电磁波损耗预测方法，参考图1所示，图1为一个实施例中的电磁波损耗预测方法的流程图，该方法可以包括如下步骤：步骤s101，根据电磁波接收点所在的目标体的特征信息提取外部结构参数。在本步骤中，目标体的特征信息一般包括构成目标体的结构特征信息以及材质特征信息等，目标体的结构特征进一步包括内部结构特征和外部结构特征，由于上述特征信息能准确反映与电磁场相关的目标体特征，所以本步骤主要从目标体的特征信息中提取外部结构参数。以建筑物为例，建筑物的特征信息包括外墙结构特征以及内部构造特征，外墙结构特征一般是指建筑物的外形、建筑高度和窗户占比等，内部构造特征可以是建筑物内部的墙体隔断类型等。此外，获取目标体的特征信息的方法有很多种，例如从目标体的数据库中获取该目标体的特征信息，也可以利用相关预测方法对墙体的特征进行扫描预测从而获得目标体的特征信息。步骤s102，根据所述外部结构参数确定所述目标体的开孔比例系数和开孔材质损耗系数。其中，外部结构参数一般包括目标体的外部几何结构和外部材质，可以利用目标体的外部几何结构确定目标体的开孔比例，开孔比例是指开孔所占目标体外部的比例，开孔材质是指开孔所使用的材质。以建筑物为例，开孔比例是建筑物的窗体所占建筑物的墙体的比例，而开孔材质则对应建筑体的窗体的材质。由于目标体的开孔比例和开孔材质都对电磁波的损耗都有影响，本步骤根据目标体的外部结构参数确定目标体的开孔比例系数和开孔材质损耗系数，能够提高预测目标体的电磁波损耗的准确性。步骤s103，根据所述开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取所述目标体的电磁波穿透损耗值。除开孔比例以外，目标体的外部材质也会对电磁波的传播造成一定影响，以建筑物为例，建筑物所选用的外墙材料会降低电磁波传播经过时的场强，对电磁波产生一定损耗。本步骤主要是利用开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取所述目标体的电磁波穿透损耗值，根据目标体的开孔、外部材质和入射角度三个参数确定目标体对电磁波的穿透损耗，提高电磁波预测的准确性。在一个实施例中，步骤s103可以包括如下步骤：根据所述目标体的开孔比例、外部材质、开孔材质和电磁波的入射角度构建所述目标体的穿透损耗模型；将所述目标体的开孔比例系数、外部材质损耗系数、开孔材质损耗系数和电磁波的入射角度输入所述穿透损耗模型获取所述电磁波穿透损耗值。上述实施例利用目标体的开孔比例、外部材质、开孔材质以及入射角度构建所述目标体的穿透损耗模型，将与开孔比例对应的开孔比例系数、与外部材质对应的外部材质损耗系数、与开孔材质对应的开孔材质损耗系数和电磁波入射角度输入到上述穿透损耗模型中，得到目标体的穿透损耗值。由于该模型是利用目标体的开孔比例、外部材质和开孔材质等参数构建的，而目标体的开孔比例、外部材质和开孔材质都能准确反映目标体对电磁波传输的影响，进一步的，由于还考虑了电磁波入射角度对目标体的电磁波损耗的影响，因此利用该穿透损耗模型能够准确预测电磁波的损耗值。为了进一步提高预测电磁波损耗值的准确性，在一个实施例中，上述穿透损耗模型可以包括：其中，lpen表示所述电磁波穿透损耗，p表示所述开孔比例系数，lw表示所述外部材质损耗系数，lg表示所述开孔材质损耗系数，θ表示所述电磁波的入射角度，lv为设定的附加穿透损耗值，α为设定的指数参量。下面以建筑物为例，对本实施例的穿透模型的各参数进行说明，p可以表示建筑物的开窗比例，一般是指窗户的面积占建筑物的外立面的百分比；lw一般表示建筑物的外墙损耗，lw的取值与建筑物的外墙的材质有关，一般为10～20db；lg可以表示建筑物的窗户的损耗，一般取1～2db。此外，上述实施例提供的技术方案还进一步考虑了电磁波以不同角度入射到目标体时产生的损耗值。基于设定的附加穿透损耗值lv以及设定的指数参量α，可以利用上述穿透损耗模型计算在电磁波以不同角度入射到目标体时产生的损耗值。其中，附加穿透损耗值一般是指当入射角趋于0时的附加穿透损耗值，典型值为20db，指数参量α的值可以取2～4之间的值。参考图2所示，图2为一个实施例中的电磁波传播的示意图，一般来说，可以根据电磁波的发射源的位置以及目标体的位置确定电磁波的入射方向从而得到电磁波的入射角度，例如图2所示的θ角表示目标体的入射角度。采用上述实施例提供的技术方案，能够准确预测目标体的电磁波损耗值，还能在不同电磁波的入射角度下预测目标体对电磁波的损耗值，进一步提高了预测的准确性。为了更进一步提高预测目标体的电磁波损耗值的准确性，在一个实施例中，可以如下方式获取目标体的电磁波的内部传输损耗：从所述目标体的特征信息中提取目标体的内部结构参数，根据所述内部结构参数获取所述目标体的内部损耗系数；根据所述接收点的位置确定电磁波的内部传输距离，根据所述内部传输距离和内部损耗系数得到电磁波内部传播损耗值。一般来说，目标体的内部结构不同会导致电磁波在目标体内部传播的损耗也不同。本实施例主要是根据目标体的内部结构参数确定目标体的内部损耗系数，以建筑物为例，不同的建筑物的内部有不同的墙体隔断类型，不同的墙体隔断类型对电磁波的传输有不同的影响，而且，电磁波在目标体内部传输时的内部传输损耗与接收点的位置有关，例如接收点与目标体的外部的距离不同，对电磁波产生的损耗也不同。因此，上述实施例提供的技术方案根据所述内部传输距离和内部损耗系数获取电磁波内部传播损耗值，能够更进一步提高预测目标体的电磁波损耗值的准确性。在一个实施例中，可以进一步利用如下公式计算电磁波内部传播损耗值：lindoor＝βd1其中，lindoor表示所述电磁波内部传播损耗值，β表示所述内部损耗系数，d1表示所述内部传输距离，单位为m。参考图2，本实施例中的d1可以表示电磁波的接收点到目标体的外部的相对距离，该距离一般根据接收点与目标点的位置确定，单位为m。为了更明确β的具体含义，以建筑体为例，参考表1，表1表示不同建筑物的内部隔断类型对应的损耗系数参考值，其中，内部隔断类型的定义如下：密集隔断：建筑物内部有密集的砖混类实体墙隔断，内墙间距在5m以内；中等隔断：建筑物内部有较多的实体墙隔断，内墙间距在5-10m之间；少隔断：内部墙体隔断间距在10m以上，或者只有较大间距的轻体墙隔断；无隔断：建筑物内部开阔，没有墙体隔断。类型密集隔断中等隔断少隔断无隔断β(db/m)31.50.70.5表1采用本实施例提供的技术方案，能够进一步提高预测目标体的电磁波损耗值的准确性。考虑到电磁波从目标体的自由空间传输到目标体的传输损耗，在一个实施例中，可以利用如下方法获取电磁波的外部传播损耗：获取电磁波发射源的位置信息，根据所述位置信息确定电磁波的外部传输距离；其中，所述外部传输距离是电磁波从电磁波的发射源传播至所述目标体的距离；根据所述外部传输距离和电磁波的频率值获取电磁波的外部传播损耗值。参考图2，在本实施例中，外部传输距离d2是指电磁波从发射源位置到目标体的距离，该距离也可以理解为电磁波在自由空间中的传输距离，以建筑物为例，该外部传输距离一般是指电磁波的发射源到建筑物的外墙的距离。根据外部传输距离和电磁波频率确定电磁波的外部传播损耗值。在一个实施例中，可以进一步利用如下公式计算电磁波外部传播损耗值：lf＝32.4+20lgf+20lgd2其中，lf表示所述电磁波外部传播损耗值，f表示所述电磁波的频率值，d2表示所述外部传输距离。本实施例主要利用电磁波的外部传播距离和电磁波的频率值计算电磁波外部传播损耗值，f的单位为mhz，d2的单位为km。采用本实施例提供的技术方案，能够准确获取电磁波从发射源传输到目标体的电磁波损耗值，进一步提高了预测电磁波损耗值的准确性。本发明上述任意一个实施例提供的电磁波损耗预测方法，从目标体的特征信息中提取目标体的外部结构参数，并根据外部结构参数确定目标体的开孔比例和开孔材质损耗系数，根据开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取电磁波穿透损耗值，该方法克服了传统技术电磁波损耗预测不准确的问题，实现了对电磁波损耗进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。还有必要针对传统技术电磁波损耗预测不准确的问题，提供一种电磁波损耗预测系统，在一个实施例中，参考图3，图3为一个实施例中的电磁波损耗预测系统的结构示意图，该系统可以包括：参数提取模块101，用于根据电磁波接收点所在的目标体的特征信息提取外部结构参数；系数确定模块102，用于根据所述外部结构参数确定所述目标体的开孔比例系数和开孔材质损耗系数；损耗获取模块103，用于根据所述开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取所述目标体的电磁波穿透损耗值。上述电磁波损耗预测系统，利用参数提取模块101从目标体的特征信息中提取目标体的外部结构参数，通过系数确定模块102根据外部结构参数确定目标体的开孔比例和开孔材质损耗系数，利用损耗获取模块103根据开孔比例系数、开孔材质损耗系数、目标体的外部材质损耗系数以及电磁波的入射角度获取电磁波穿透损耗值，该系统克服了传统技术电磁波损耗预测不准确的问题，实现了对电磁波损耗值进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。本发明的电磁波损耗预测系统与本发明的电磁波损耗预测方法一一对应，在上述电磁波损耗预测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电磁波损耗预测系统的实施例中，特此声明。另外，针对电磁波场强预测不准确的问题，本发明还提供一种电磁波场强预测方法，在一个实施例中，参考图4，图4为一个实施例中的电磁波场强预测方法的流程图，该方法可以包括如下步骤：步骤s201，获取电磁波的发射天线的发射功率、发射天线的天线增益和接收天线的天线增益；其中，所述接收天线设在目标体的内部；步骤s202，获取所述目标体的电磁波损耗值；其中，所述电磁波损耗包括电磁波穿透损耗值、电磁波内部传播损耗值和电磁波外部传播损耗值，利用如上所述的电磁波损耗预测方法预测电磁波穿透损耗值；步骤s203，根据所述发射天线的发射功率、发射天线的天线增益、接收天线的天线增益和所述电磁波损耗确定所述目标体的内部场强。由于电磁波场强与多个参数有关，这些一般包括电磁波的发射天线的发射功率、发射天线的天线增益、接收天线的天线增益和电磁波的损耗值。其中，电磁波的损耗值的准确性对电磁波场强的预测准确性影响很大。本实施例主要是通过如上任一实施例所述的电磁波损耗预测方法预测电磁波穿透损耗值，可以理解的是，上述实施例同样提供了获取电磁波内部传播损耗值和电磁波外部传播损耗值的技术方案。具体来说，所述目标体的内部场强可以通过如下等式计算：pr＝pt+gt+gr-lpen-lindoor-lf其中，pr表示所述目标体的内部场强，pt表示发射天线的发射功率，gt表示发射天线的天线增益，gr表示接收天线的天线增益，lpen表示电磁波穿透损耗值，lindoor表示电磁波内部传播损耗值，lf表示电磁波外部传播损耗值。采用本实施例提供的电磁波场强预测方法，能够准确预测目标体的内部的电磁波场强。将上述方法运用到建筑物的室内电磁波场强的预测之中，能准确预测建筑物的室内场强，进而为无线网络的规划设计和信号覆盖提供支持。在一个实施例中，还提供一种电磁波场强预测系统，参考图5，图5为一个实施例中的电磁波场强预测系统的结构示意图，该系统可以包括：参数获取模块201，用于获取电磁波发射天线的发射功率、发射天线的天线增益和接收天线的天线增益；其中，所述接收天线设在目标体的内部；损耗预测模块202，用于获取所述目标体的电磁波损耗值；其中，所述电磁波损耗包括电磁波穿透损耗值、电磁波内部传播损耗值和电磁波外部传播损耗值，利用如上所述的电磁波损耗预测方法预测电磁波穿透损耗值；场强预测模块203，用于根据所述发射天线的发射功率、发射天线的天线增益、接收天线的天线增益和所述电磁波损耗预测所述目标体的内部场强。采用本实施例提供的电磁波场强预测系统，能够准确预测目标体的内部的电磁波场强。将上述系统运用到建筑物的室内电磁波场强的预测之中，能准确预测建筑物的室内场强，进而为无线网络的规划设计和信号覆盖提供支持。本发明的电磁波场强预测系统与本发明的电磁波场强预测方法一一对应，在上述电磁波场强预测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电磁波场强预测系统的实施例中，特此声明。在一个实施例中，还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现如上述各实施例中的任意一种预测方法。此外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性的计算机可读取存储介质中，如本发明实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述预测方法的实施例的流程。该计算机设备，其处理器执行程序时，通过实现如上述各实施例中的任意一种预测方法，实现了对电磁波损耗进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。在一个实施例中，还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中的任意一种预测方法。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。该计算机存储介质，其存储的计算机程序，通过实现包括如上述各预测方法的实施例的流程，实现了对电磁波损耗进行准确预测，提高了预测目标体内部的电磁波场强的准确性。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12