一种基于云平台的自动化动态分配无线信道的系统的制作方法

1.本发明涉及无线信道分配技术领域，更具体地说，它涉及一种基于云平台的自动化动态分配无线信道的系统。


背景技术：

2.无线信道是对无线通信中发送端和接收端之间通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，可以想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。
3.信道分配有稳定信道分配(fca)、动态信道分配(dca)和混合信道分配(hca)，现有的自动化动态分配无线信道的方案在工作时，没有对不同信道的运行状态进行监测分析，不能基于信号的接入和传输情况动态调整频宽，调整后的频宽越宽，则可使用的信道越少，增加足够多的信道使得频宽太窄，则会导致速率的下降，如何高效的对频宽进行调整来提高信道的分配效果，是本发明要解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于云平台的自动化动态分配无线信道的系统，解决以下技术问题：如何解决现有方案中无线信道动态分配的效果不佳的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种基于云平台的自动化动态分配无线信道的系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和信道调控模块；
7.数据采集模块用于采集区域内无线信道和信号的信息集，信息集包含信道数据和请求数据；
8.数据处理模块用于对信息集中的各项数据进行处理并提取标记，得到信道处理集；
9.数据分析模块用于对信道的传输进行监测和评估，对获取的信分值进行分析并对信道进行标定，得到信道监测集；信分值是用于对不同信道的运行状态进行分析和标定的数值；
10.信道调控模块用于根据信道监测集对若干个信道进行划分排序。
11.优选地，对信息集中的各项数据进行处理和数值提取的具体步骤包括：
12.获取信道数据中的各个信道并编号标记为xdbi，i＝1，2，3，...，n；n为正整数；标记的若干个信道构成信道处理数据；
13.获取信道数据中各个信道对应的频宽，对若干个信道对应的频宽进行数值提取并标记为xpki；标记的若干个频宽根据对应信道的标号进行排列组合，得到频宽处理数据；
14.标记的信道处理数据和频宽处理数据构成信道处理集。
15.优选地，对信道的传输进行监测和评估的具体步骤包括：
16.在预设的监测时间内获取信道接入信号的次数和间隔平均时长以及平均传输速率和平均传输延时；
17.分别对接入信号的次数和间隔平均时长进行取值并分别标记为jxci和jjsi；
18.分别对信道的平均传输速率和平均传输延时进行取值并分别标记为jxqi和xcsi；
19.对标记的各项数据进行归一化处理并取值，通过公式计算获取信分值xf，该公式为a1和a2为不同的比例系数且均大于零，t为监测时长，a1和a2的取值范围均为(0，5)；
20.对信分值进行分析并对信道进行标定，得到信道监测集。
21.优选地，对信分值进行分析并对信道进行标定的具体步骤包括：
22.获取预设的信分范围，将信分值与信分范围进行匹配；
23.若信分值不大于信分范围的最小值，则判定该信道传输信号处于过盈状态并生成第一匹配指令，并根据第一匹配指令将对应的信道设定为第一选中信道；若干个第一选中信道构成第一选中集；
24.若信分值大于信分范围的最小值且不大于信分范围的最大值，则判定该信道传输信号处于正常状态并生成第二匹配指令，并根据第二匹配指令将对应的信道设定为第二选中信道，若干个第二选中信道构成第二选中集；
25.若信分值大于信分范围的最大值，则判定该信道传输信号处于过载状态并生成第三匹配指令，根据第三匹配指令将对应的信道设定为第三选中信道，若干个第三选中信道构成第三选中集；
26.若干个信分值及其对应的第一选中集、第二选中集和第三选中集构成信道监测集；
27.根据信道监测集对若干个信道进行划分排序。
28.优选地，对若干个信道进行划分排序的具体步骤包括：
29.获取若干个第一选中信道、第二选中信道和第三选中信道对应的信分值与信分范围的中值之间的差值，并将差值分别设定为第一差值、第二差值和第三差值，将若干个第一选中信道、第二选中信道和第三选中信道分别根据第一差值、第二差值和第三差值的绝对值进行升序排列，得到第一排序集、第二排序集和第三排序集；
30.将第二排序集设定为稳定排序集，将第一排序集和第二排序集按差值的绝对值组合并设定为活动排序集；对稳定排序集和活动排序集进行信道标定。
31.优选地，进行信道标定的具体步骤包括：
32.将若干个信道对应的频宽根据监测时间内传输信号的次数进行降序排列，得到频宽排序集，根据预设的传输次数对频宽排序集进行划分，得到第一划分集和第二划分集；
33.将第一划分集中传输信号次数最多和次数最少的信道对应的频宽分别设定为第一选中频宽和第二选中频宽；将第二划分集中传输信号次数最多和次数最少的信道对应的频宽分别设定为第三选中频宽和第四选中频宽；
34.根据预设的第一拓展系数和第二拓展系数分别对第一选中频宽和第二选中频宽
以及第三选中频宽和第四选中频宽进行拓展，得到第一拓展频宽、第二拓展频宽、第三拓展频宽和第四拓展频宽；其中，第二拓展系数大于第一拓展系数；
35.将第一拓展频宽设定为第一头频宽，将第二拓展频宽设定为第一尾频宽，获取第一头频宽和第一尾频宽之间的频宽总差与稳定排序集中信道总数之间的比值并进行取整处理，将取整后的比值设定为第一频宽分差，根据第一频宽分差以及第一头频宽和第一尾频宽获取稳定排序集中其它信道的频宽并将其设定为第一划分频宽，根据第一头频宽和第一尾频宽以及若干个第一划分频宽对稳定排序集中的信道按照频宽的大小进行组合，得到第一标定集；
36.将第三拓展频宽设定为第二头频宽，将第四拓展频宽设定为第二尾频宽，获取第二头频宽和第二尾频宽之间的频宽总差与活动排序集中信道总数之间的比值并进行取整处理，将取整后的比值设定为第二频宽分差，根据第二频宽分差以及第二头频宽和第二尾频宽获取活动排序集中其它信道的频宽并将其设定为第二划分频宽，根据第二头频宽和第二尾频宽以及若干个第二划分频宽对活动排序集中的信道按照频宽的大小进行组合，得到第二标定集；
37.将接入的信号根据第一标定集和第二标定集进行动态分配信道。
38.优选地，进行动态分配信道的具体步骤包括：
39.获取信号的请求数据，该请求数据包含请求id和请求终端，将请求id与云平台中储存的请求数据库进行匹配获取对应的历史请求数据，历史请求数据包含历史请求时长和历史请求时长次数，根据请求数据和历史请求数据对信号进行画像获取对应的信接值。
40.优选地，获取信号对应的信接值的具体步骤包括：
41.获取请求数据中的请求id和请求终端并分别标记为qxdi和qxzi；设定不同的请求终端均对应一个不同的终端权重，若干个不同的请求终端及其对应的终端权重构成终端权重表，将请求数据中的请求终端与终端权重表进行匹配获取对应的终端权重并标记为qxqi；
42.获取历史时长数据中的历史请求时长和历史请求时长次数并分别进行取值和标记，将取值后的历史请求时长和历史请求时长次数分别标记为lqsi和lqci；
43.对标记的各项数据进行归一化处理并取值，通过公式计算获取信号对应的信接值xj；该公式为xj＝qxqi
×
(b1
×
lqsi b2
×
lqci)；b1和b2为不同的比例系数且均大于零，b1和b2的取值范围均为(0，1)；
44.将信接值与预设的信接阈值进行匹配，若信接值不大于信接阈值，则判定信接值对应的信号不稳定并生成第一分配指令，根据第一分配指令在第二标定集中动态选取信道并分配给接入的信号；
45.若信接值大于信接阈值，则判定信接值对应的信号稳定并生成第二分配指令，根据第二分配指令在第一标定集中动态选取信道并分配给接入的信号。
46.优选地，动态选中信道并分配给接入的信号的具体步骤包括：
47.获取第一标定集和第二标定集中降序排列的若干个信道，从前往后依次获取信道的状态，若信道为工作状态，则将该信道设定为过滤信道；若过滤信道的后两个信道均为未工作状态，则将后一个信道设定为选中信道并分配给接入的信号。
48.与现有方案相比，本发明的有益效果：
49.本发明中，在监测时间内对信道的运行情况进行监测统计，通过将信道的接入信号次数和间隔平均时长以及平均传输速率和平均传输延时与信号的频宽进行联立计算得到信分值，基于信分值对若干个信道的工作进行分析并对其进行划分，使得不同运行状态的信道适应不同的信号传输要求，提高了信号的适配性和传输效率。
50.本发明中，通过对监测时间内接入信号对应的频宽数据来将排序后的信道进行频宽设定，使得传输信号次数多的频宽来进行更稳定的信号接入，使得传输信号次数少的频宽来进行更灵活的信号接入，满足不同信号的接入需求，并且第一标定集中的频差小于第二标定集中的频差，第一标定集用来满足信号传输稳定的需求，第二标定集用来满足信号传输灵活的需求，兼顾了无线信道动态分配的稳定性和灵活性。
附图说明
51.图1为本发明一种基于云平台的自动化动态分配无线信道的系统的模块框图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
53.参照图1所示，本发明为一种基于云平台的自动化动态分配无线信道的系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和信道调控模块；
54.数据采集模块用于采集区域内无线信道和信号的信息集，信息集包含信道数据和请求数据；
55.数据处理模块用于对信息集中的各项数据进行处理并提取标记，得到信道处理集；具体的步骤包括：
56.获取信道数据中的各个信道并编号标记为xdbi，i＝1，2，3，...，n；n为正整数；标记的若干个信道构成信道处理数据；
57.获取信道数据中各个信道对应的频宽，对若干个信道对应的频宽进行数值提取并标记为xpki；标记的若干个频宽根据对应信道的标号进行排列组合，得到频宽处理数据；其中，进行数值提取和标记的目的是消除后续计算过程中不同的数据单位对计算造成影响；
58.标记的信道处理数据和频宽处理数据构成信道处理集；
59.本实施例中，通过对区域内的不同的信道及其对应的频宽进行标记以及组合，以便从频宽方面对不同的信道进行监测和分析。
60.数据分析模块用于对信道的传输进行监测和评估，对获取的信分值进行分析并对信道进行标定，得到信道监测集；信分值是用于将不同的信道标定为稳定信道和活动信道的数值；
61.对信道的传输进行监测和评估；包括：
62.在预设的监测时间内获取信道接入信号的次数和间隔平均时长以及平均传输速率和平均传输延时；
63.需要注意的是，预设的监测时间可以为2h，即在2h内获取的各项数据进行分析后，
为后续的信道的动态分配提供了依据，本实施例中，对信道进行监测获取接入信号的次数和间隔平均时长以及平均传输速率和平均传输延时，其中，接入信号的次数和间隔平均时长可以反应出该信道的运行频次，平均传输速率和平均传输延时可以反应出该信道的运行效果，需要将其联立进行整体分析；
64.分别对接入信号的次数和间隔平均时长进行取值并分别标记为jxci和jjsi；
65.分别对信道的平均传输速率和平均传输延时进行取值并分别标记为jxqi和xcsi；区别于预设的监测时间的单位，传输延时的单位为ms，为了消除计算中不同单位的影响，需要对各项数据进行取值处理；
66.对标记的各项数据进行归一化处理并取值，通过公式计算获取信分值xf，该公式为a1和a2为不同的比例系数且均大于零，a1可以取值为2.435，a2可以取值为0.083，t为监测时长，本实施例中取值为2；
67.值得注意的是，本实施例中通过将接入信号的次数和间隔平均时长以及平均传输速率和平均传输延时与信号的频宽进行联立计算得到信分值，基于信分值对若干个信道的工作进行分析并对其进行划分，使得不同运行状态的信道适应不同的信号传输要求，在信分值获取的过程中，信道接入信号的次数越多、间隔平均时长越小，则表示该信道的传输频次高，可以为信道的类型划分提供依据，平均传输速率越小以及传输延时越大，则表示该信道的传输效果差，适合动态调整来提高信道的传输质量。
68.对信分值进行分析并对信道进行标定，具体的步骤包括：
69.获取预设的信分范围，将信分值与信分范围进行匹配；其中，信分范围基于信道接入信号的标准次数、标准间隔时长、标准传输速率和标准传输延时来设定，各个标准数据基于现有的信道大数据训练得到；
70.若信分值不大于信分范围的最小值，则判定该信道传输信号处于过盈状态并生成第一匹配指令，并根据第一匹配指令将对应的信道设定为第一选中信道；若干个第一选中信道构成第一选中集；
71.若信分值大于信分范围的最小值且不大于信分范围的最大值，则判定该信道传输信号处于正常状态并生成第二匹配指令，并根据第二匹配指令将对应的信道设定为第二选中信道，若干个第二选中信道构成第二选中集；
72.若信分值大于信分范围的最大值，则判定该信道传输信号处于过载状态并生成第三匹配指令，根据第三匹配指令将对应的信道设定为第三选中信道，若干个第三选中信道构成第三选中集；
73.若干个信分值及其对应的第一选中集、第二选中集和第三选中集构成信道监测集；
74.值得注意的是，第一选中集和第三选中集中的不同信道用来动态调整差距大的频宽，第二选中集中的信道用来调整差距小的频宽，稳定频宽调节的幅度小于活动频宽调节的幅度，基于自动分配机制并考虑到频宽的影响，频宽越宽可使用的信道越少，在信道错开的前提下，还要考虑到频宽的自动调整，把信道数量错开，然后才能提高空中频谱的效率，增加足够多的信道，但频宽太窄，信道数量增加了，就会导致速率的下降，为此，本实施例中
通过设定若干个稳定频宽的信道来传输运行稳定的信号，并设定若干个活动信道来传输运行不稳定的信号，这里的稳定和不稳定基于信分值来进行判定。
75.根据信道监测集对若干个信道进行划分排序；
76.信道调控模块用于根据信道监测集对若干个信道进行划分排序；具体的步骤包括：
77.获取若干个第一选中信道、第二选中信道和第三选中信道对应的信分值与信分范围的中值之间的差值，并将差值分别设定为第一差值、第二差值和第三差值，将若干个第一选中信道、第二选中信道和第三选中信道分别根据第一差值、第二差值和第三差值的绝对值进行升序排列，得到第一排序集、第二排序集和第三排序集；
78.将第二排序集设定为稳定排序集，将第一排序集和第二排序集按差值的绝对值组合并设定为活动排序集；对稳定排序集和活动排序集进行信道标定；
79.进行信道标定的具体步骤包括：
80.将若干个信道对应的频宽根据监测时间内传输信号的次数进行降序排列，得到频宽排序集，根据预设的传输次数对频宽排序集进行划分，得到第一划分集和第二划分集；
81.将第一划分集中传输信号次数最多和次数最少的信道对应的频宽分别设定为第一选中频宽和第二选中频宽；将第二划分集中传输信号次数最多和次数最少的信道对应的频宽分别设定为第三选中频宽和第四选中频宽；
82.根据预设的第一拓展系数和第二拓展系数分别对第一选中频宽和第二选中频宽以及第三选中频宽和第四选中频宽进行拓展，得到第一拓展频宽、第二拓展频宽、第三拓展频宽和第四拓展频宽；其中，第二拓展系数大于第一拓展系数，本实施例中，第一拓展系数可以为0.1，第二拓展系数可以为0.15；
83.将第一拓展频宽设定为第一头频宽，将第二拓展频宽设定为第一尾频宽，获取第一头频宽和第一尾频宽之间的频宽总差与稳定排序集中信道总数之间的比值并进行取整处理，取整处理可以通过取整函数实现；
84.将取整后的比值设定为第一频宽分差，根据第一频宽分差以及第一头频宽和第一尾频宽获取稳定排序集中其它信道的频宽并将其设定为第一划分频宽，根据第一头频宽和第一尾频宽以及若干个第一划分频宽对稳定排序集中的信道按照频宽的大小进行组合，得到第一标定集；
85.将第三拓展频宽设定为第二头频宽，将第四拓展频宽设定为第二尾频宽，获取第二头频宽和第二尾频宽之间的频宽总差与活动排序集中信道总数之间的比值并进行取整处理；
86.将取整后的比值设定为第二频宽分差，根据第二频宽分差以及第二头频宽和第二尾频宽获取活动排序集中其它信道的频宽并将其设定为第二划分频宽，根据第二头频宽和第二尾频宽以及若干个第二划分频宽对活动排序集中的信道按照频宽的大小进行组合，得到第二标定集；
87.将接入的信号根据第一标定集和第二标定集进行动态分配信道；
88.值得注意的是，通过对监测时间内接入信号对应的频宽数据来将排序后的信道重新进行频宽设定，使得传输信号次数多的频宽来进行更稳定的信号接入，使得传输信号次数少的频宽来进行更灵活的信号接入，满足不同信号的接入需求，并且第一标定集中的频
差小于第二标定集中的频差，第一标定集用来满足信号传输稳定的需求，第二标定集用来满足信号传输灵活的需求，达到节省信道资源的目的，兼顾了无线信道动态分配的稳定性和灵活性。
89.进行动态分配信道的具体步骤包括：
90.获取信号的请求数据，该请求数据包含请求id和请求终端，将请求id与云平台中储存的请求数据库进行匹配获取对应的历史请求数据，历史请求数据包含历史请求时长和历史请求时长次数，根据请求数据和历史请求数据对信号进行画像获取对应的信接值；包括：
91.获取请求数据中的请求id和请求终端并分别标记为qxdi和qxzi；请求id起到标记识别的作用；设定不同的请求终端均对应一个不同的终端权重，若干个不同的请求终端及其对应的终端权重构成终端权重表，将请求数据中的请求终端与终端权重表进行匹配获取对应的终端权重并标记为qxqi；
92.获取历史时长数据中的历史请求时长和历史请求时长次数并分别进行取值和标记，将取值后的历史请求时长和历史请求时长次数分别标记为lqsi和lqci；
93.对标记的各项数据进行归一化处理并取值，通过公式计算获取信号对应的信接值xj；该公式为xj＝qxqi
×
(b1
×
lqsi b2
×
lqci)；b1和b2为不同的比例系数且均大于零，b1可以取值为0.074，b2可以取值为0.525；
94.将信接值与预设的信接阈值进行匹配，若信接值不大于信接阈值，则判定信接值对应的信号不稳定并生成第一分配指令，根据第一分配指令在第二标定集中动态选取信道并分配给接入的信号；这里的不稳定表示该信号对应请求终端的请求不稳定，而不是信号在接入和传输时不稳定；
95.若信接值大于信接阈值，则判定信接值对应的信号稳定并生成第二分配指令，根据第二分配指令在第一标定集中动态选取信道并分配给接入的信号；
96.其中，动态选取信道并分配给接入的信号的具体步骤包括：
97.获取第一标定集和第二标定集中降序排列的若干个信道，从前往后依次获取信道的状态，若信道为工作状态，则将该信道设定为过滤信道；
98.若过滤信道的后两个信道均为未工作状态，则将后一个信道设定为选中信道并分配给接入的信号；
99.需要注意的是，本实施例中通过对接入的信号进行计算获取对应的信接值，根据信接值对信号进行整体分析并分配给不同的标定集，使得不同信号的请求数据接入到不同类型的信道，进而得到更稳定、更高效的传输，提高了信号的接入效果。
100.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。