本发明涉及一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法。
背景技术：
：随着无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)的普及，对WLAN电磁辐射强度评估越来越重要。目前主要研究WLAN电磁辐射情况，都是以测量为主。文献《ProcedureforassessmentofgeneralpublicexposurefromWLANinofficesandinwirelesssensornetworktestbed》(L.Verlook,W.Joseph,etal.ProcedureforassessmentofgeneralpublicexposurefromWLANinofficesandinwirelesssensornetworktestbed[J].HealthPhys.,vol.98,pp.628–638,2010.)，分析了用频谱仪在时域中计算占空比的方法，并分析了频谱仪的参数设置对占空比测量和电磁辐射强度测量的影响。文献《DeterminationofthedutycycleofWLANforrealisticradiofrequencyelectromagneticfieldexposureassessment》(WoutJoseph,DaanPareit,etal.DeterminationofthedutycycleofWLANforrealisticradiofrequencyelectromagneticfieldexposureassessment[J].Prog.Biophys.Mol.Biol.,111(2013),pp.30-36)，实地测量了不同场景下的WLAN的占空比，例如工厂、城市、办公室、乡下等，但上述文献不能用于WLAN的电磁辐射预测,如需要估计某个WLAN的电磁辐射大小，往往需要耗费大量的人力和物力。WLAN的电磁辐射大小实际上和用户数量存在关联，用户数越多，业务量越大,电磁辐射将会越大，但目前没有相关文献和专利提出一种解决方法。针对现有技术中存在的不足，本专利提出一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，该方法通过对连接在WLAN的用户数量、平均连接时长以及会话活跃概率分析，得出活跃用户数和活跃总时长，最终得出WLAN的占空比，就能准确预测WLAN电磁辐射强度。通过实验表明，本专利提出的预测方法能精确的对WLAN电磁辐射进行预测与评估。技术实现要素：为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、根据连接WLAN的用户到达率和平均连接时长，计算WLAN中用户数N的概率分布；2)、根据步骤1得到的WLAN中用户数为N的概率分布，计算出活跃用户数为M的概率分布；3)、根据步骤2得到的活跃用户数为M的概率分布，计算出活跃时间总时长，并计算出WLAN的占空比；4)、利用频谱分析仪测量出最大电磁辐射强度，结合步骤3得到的WLAN的占空比，计算WLAN平均电磁辐射强度。上述的一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，所述步骤1)中，根据连接WLAN的用户到达率和连接时间，引用M/G/∞模型，用户数N为随机数，用户数N的概率分布为：式(1)中n为到达的用户数，单位为个，λ为用户到达率，单位为个/小时，为平均连接时长，单位为小时。上述的一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，所述步骤2)中，活跃用户数M为随机数,引用贝叶斯公式，WLAN用户数N为n的条件下，活跃用户数M的概率分布为：式(2)中n个用户到达相互独立，且处于会话活跃期和会话静默期概率分别为和引用二项分布，活跃用户数M的概率分布为：式(3)中m为活跃用户的数量，单位为个，n为到达的用户数，单位为个，λ为用户到达率，单位为个/小时，为平均连接时长，单位为小时，为会话活跃期概率，为吞吐量与传输峰值速率的比值。上述的一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，所述步骤3)中，根据步骤2得到的活跃用户数M的概率分布，计算出活跃时间总时长，计算表达式如下：式(4)中τi(t)为第i个用户的活跃时间长度，其单位为小时，为平均连接时长，单位为小时，m为活跃用户的数量，单位为个，为会话活跃期概率，为吞吐量与传输峰值速率的比值；并计算出WLAN的占空比，计算表达式如下：式(5)中D表示为单位时间内WLAN的占空比，T表示为时间总长度，单位为小时。上述的一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，所述步骤4)中，利用频谱分析仪测量出最大电磁辐射强度，结合步骤3得到的WLAN的占空比，计算WLAN平均电磁辐射强度，计算WLAN平均电磁辐射强度如下：式(6)中Eavg表示平均电磁辐射强度，其单位为V/m，Emax表示WLAN的最大电磁辐射强度，其单位为V/m,由频谱仪在“最大保持”模式下测量得出，D表示WLAN的占空比。本发明的有益效果在于：本方法在预测WLAN平均电磁辐射时，考虑到用户对WLAN平均电磁辐射的影响，并结合用户对WLAN理论分析占空比，最终得到更准确的WLAN平均电磁辐射评估结果。该方法可让人们充分了解WLAN的辐射分布情况，并指导WLAN环境影响评价与环境保护，具有一定的社会价值。附图说明图1为本发明流程框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。本发明实施对象是IEEE802.11b和802.11gWLAN，工作在2.4GHz频段，总可用带宽为83.5MHz(2.4GHz～2.483GHz),划分为13个带宽为22MHz的信道。安泰信公司生产的型号为AT6030D的扫描调谐频谱仪(频率范围9kHz-3GHz)和PCD82_50全向天线(频率范围为80MHz-3GHz)组成，天线因子为30dB/m，电缆损耗为3dB。本发明的一种基于用户的WLAN平均电磁辐射预测方法，包括以下步骤：1)、根据连接WLAN的用户到达率和平均连接时长，计算WLAN中用户数N的概率分布；2)、根据步骤1得到的WLAN中用户数为N的概率分布，计算出活跃用户数为M的概率分布；3)、根据步骤2得到的活跃用户数为M的概率分布，计算出活跃时间总时长，并计算出WLAN的占空比；4)、利用频谱分析仪测量出最大电磁辐射强度，结合步骤3得到的WLAN的占空比，计算WLAN平均电磁辐射强度。上述步骤1中，根据连接WLAN的用户到达率和平均连接时长，计算WLAN中用户数N的概率分布，包括以下内容：本实施例中，在0.5小时内，从路由器管理界面得到用户到达率λ为9个/小时，用户平均连接时长为0.28小时，基于用户到达率服从泊松分布，引用M/G/∞模型，可以计算，WLAN中用户数N为n的概率分布如下：上述步骤2中，根据步骤1得到的WLAN中用户数N的概率分布，计算出活跃用户数为M的概率分布，包括以下内容：引用贝叶斯公式，计算WLAN中用户数N为n的条件下，活跃用户数M为m的概率表达式如下：从路由器管理界面得到，吞吐量为1.81Mbit/s，传输峰值速率为3.5Mbit/s，则活跃用户数M为m的概率分布计算如下：根据上式，可以计算出活跃用户数m的期望值，为1.31个。上述步骤3中，根据步骤2得到的活跃用户数为M的概率分布，计算出活跃时间总时长，并计算出WLAN的占空比，包括以下内容：活跃时间总时长计算如下：其中τi(t)为第i个用户的活跃时间长度，其单位为小时，为平均连接时长，单位为小时，m为活跃用户的数量，单位为个；WLAN的占空比计算如下：其中D表示为单位时间内WLAN的占空比，T表示为时间总长度，单位为小时。上述步骤4中，利用频谱分析仪测量出最大电磁辐射强度，结合步骤3得到的WLAN的占空比，计算WLAN平均电磁辐射强度，内容如下：通过频谱仪监测到路由器发送的信道，本实施例中，路由器工作在2.4GHz频段1信道(中心频率为2.412GHz，频率覆盖范围为2.401-2.423GHz)上。通过使用频谱仪在“最大保持”模式下，测量出最大电磁辐射强度为4.1963V/m，然后结合步骤3中得到的WLAN占空比，其值为38.14％，即可计算出WLAN的平均电磁辐射强度：为了证明发明的有效性，我们用频谱仪测量得出的实际平均电磁辐射强度与计算的平均电磁辐射强度作对比，结果如下所示：到达率(个/小时)电磁辐射预测值(V/m)实际电磁辐射测量值(V/m)92.59152.6207通过对比，本专利对WLAN平均电磁辐射强度的预测值与实际测量值非常一致，证实本专利
发明内容的有效性。当前第1页1 2 3