CN114245401A - 一种多信道的通信决策方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多信道的通信决策方法法，在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。通过周期性的获取各个信道的信噪比，生成信噪比矩阵，再通过算法在矩阵中生成若干收敛的族，通过设定的取平均值方法，获取信道的相对信噪比值，最后通过比较各个信道的相对信噪比值得到当前周期内最优信道。通过这种方式，不仅能使信息从当前最优信道传出，而且，当某一信道受到干扰后，可使信息尽量避免从被干扰信道传出。信息发送效率得以提高、信息响应及时，满足了复杂环境下高数据量传输要求。

Description

一种多信道的通信决策方法及系统
技术领域
本发明属于通信传输系统中通信抗干扰技术，具体涉及一种多信道的通信决策方法及系统。
背景技术
通信组网方式较多，例如短波组网、超短波组网和无线宽带组网等，当同时具备多种组网方式传输信息时，如何选取传输质量相对更优的信道将信息传送出去就成了一个必须考虑的问题。目前，上位机可通过测试信道的连通状态告知用户当前信道是否连通，然后用户可自选信道将要发送的信息传出，通过用户人工选择信息传输信道，不仅过程繁琐，而且造成信息发送效率低、信息响应不及时等问题，导致用户体验较差。而且面对某些信道被干扰时，不能及时改变策略。显然不适应复杂环境下高数据量传输要求。
发明内容
本发明的目的在于通过智能通信决策的方法，使信息在多信道组网的情况下或部分信道被干扰时，能通过传输质量更优的信道传输出去。
为实现上述目的，本发明提供一种多信道的通信决策方法，
在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。
进一步地，所述上位机按周期进行通信决策方法具体包括如下步骤：
每次决策时收集各个信道的信噪比采样数据；
生成由各信道的信噪比组成的数值矩阵；
数值再按照既定的原则完成收敛；
收敛完成后，会出现数值聚拢，多个收敛的数值矩阵形成一个族，完成收敛的信噪比数值矩阵会出现多个族；
再将各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值；
最终由上位机通过比较各信道的相对信噪比值来决定当前最优信道，将信息由周期内最优信道传输出去。
进一步地，所述数值再按照既定的原则完成收敛的方法是：预设差值，数值间实际差值小于预设差值的就相互收敛。
进一步地，所述各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值的具体方法是：每个族根据不同数量的信噪比值取平均值，去掉平均值最大和最小的族，再将剩下的族平均值取平均值。
进一步地，所述上位机与通信系统通过以太网的方式连接，在预设的通信距离内，通信系统开机后自组网，上位机判断各个信道自组网是否成功，若不成功，则继续组网，若成功则判断通信系统是否处于静默状态，即用户是否有信息需要发送，上位机获取判断结果后，如果处于静默状态：
通信系统各个信道发送获取信噪比的请求信息，上位机连续采样T2s(时间可设置)，记录数据到缓存中，判断采样数据数量是否达到阈值，若未达到则继续采样T3s，直到采样数量达到阈值N(阈值可设置)，最后通过算法得到最优信道。
采样数量阈值N经过大量的取值计算，总结出当阈值大于6790时，采样置信度可超过95％。为了兼容数据的置信度和系统的处理性能，将值取在6790～99789之间较为合理。
采样时间T2s由通信设备间的通信传输时隙t和采样数量阈值N决定。一般而言，传输时隙是通信网络规划阶段设计的，不同的通信系统，对传输时隙的要求不同。因此采样时间T2s＝阈值N*传输时隙t。
进一步地，所述上位机与通信系统通过以太网的方式连接，在预设的通信距离内，通信系统开机后自组网，上位机判断各个信道自组网是否成功，若不成功，则继续组网，若成功则判断通信系统是否处于静默状态，即用户是否有信息需要发送，上位机获取判断结果后，如果处于非静默状态：
上位机先将获取信噪比的请求信息插入到数据包中，再判断以哪种方式传出信息，若采用默认信道，则一直用默认信道传送，若不是默认信道，则首轮决策时从默认信道发出，同时其他信道也发出获取信噪比的请求，每个信道连续采样T1s后，判断采样数据数量是否达到阈值，若未达到则继续采样T3s，直到采样数量达到阈值，最后通过算法得到最优信道。
本发明还提供一种多信道的通信决策系统，包括
上位机和多信道组网网络系统；
所述上位机和多信道组网网络系统通讯连接；
具体地，所述上位机和多信道组网网络系统通过以太网的方式通讯连接；
所述上位机包括通信决策模块，在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。
进一步地，所述通信决策模块包括
收集信噪比单元：每次决策时收集各个信道的信噪比采样数据；
算法处理单元：生成由各信道的信噪比组成的数值矩阵；数值再按照既定的原则完成收敛；收敛完成后，会出现数值聚拢，多个收敛的数值矩阵形成一个族，完成收敛的信噪比数值矩阵会出现多个族；再将各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值；
决策执行单元：最终由上位机通过比较各信道的相对信噪比值来决定当前最优信道，将信息由周期内最优信道传输出去。
本发明的方法和系统，通过周期性的获取各个信道的信噪比，生成信噪比矩阵，再通过算法在矩阵中生成若干收敛的族，通过设定的取平均值方法，获取信道的相对信噪比值，最后通过比较各个信道的相对信噪比值得到当前周期内最优信道。通过这种方式，不仅能使信息从当前最优信道传出，而且，当某一信道受到干扰后，可使信息尽量避免从被干扰信道传出。信息发送效率得以提高、信息响应及时，用户体验极大改善。满足了复杂环境下高数据量传输要求。
附图说明
图1为本发明的原理流程图；
图2为本发明的单次决策原理流程图；
图3为本发明的算法原理图；
图4为本发明的算法实例-数值收敛后生产10个族(A1～A10)示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种多信道的通信决策方法，
在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。
所述上位机按周期进行通信决策方法具体包括如下步骤：
每次决策时收集各个信道的信噪比采样数据；
生成由各信道的信噪比组成的数值矩阵；
数值再按照既定的原则完成收敛；
所述数值再按照既定的原则完成收敛的方法是：预设差值，数值间实际差值小于预设差值的就相互收敛。
收敛完成后，会出现数值聚拢，多个收敛的数值矩阵形成一个族，完成收敛的信噪比数值矩阵会出现多个族；
再将各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值；
所述各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值的具体方法是：每个族根据不同数量的信噪比值取平均值，去掉平均值最大和最小的族，再将剩下的族平均值取平均值。
最终由上位机通过比较各信道的相对信噪比值来决定当前最优信道，将信息由周期内最优信道传输出去。
具体地，所述上位机与通信系统通过以太网的方式连接，在预设的通信距离内，通信系统开机后自组网，上位机判断各个信道自组网是否成功，若不成功，则继续组网，若成功则判断通信系统是否处于静默状态，即用户是否有信息需要发送，上位机获取判断结果后，
如果处于静默状态：
通信系统各个信道发送获取信噪比的请求信息，上位机连续采样T2s(时间可设置)，记录数据到缓存中，判断采样数据数量是否达到阈值，若未达到则继续采样T3s，直到采样数量达到阈值N(阈值可设置)，最后通过算法得到最优信道。
算法实例如下(以下示例了一个信道，每个信道都以此方法计算)：
信道的采样数量阈值取N＝10000，采样数据按照采样顺序依次存入缓存区。采样完毕后，生成√N行√N列的数值矩阵，如下所示(为了便于解释，取值均为正值)：
Figure BDA0003360078720000061
设置数据之间的差值不大于0.8且不小于0.0的收敛在一起，收敛完成后如图4所示，从图4可看出，数值收敛后生产10个族(A1～A10)，取每个族的平均值，分别为：6.54、7.51、8.49、9.57、10.46、11.51、12.32、13.43、14.37、15.31，去掉最大的1组平均值和最小值的1组平均值，再取平均值，可得该信道的相对信噪比值为：10.96。其他信道的相对信噪比值以此类推，均以上述方法计算获取各信道的相对信噪比值，最后比较各信道的相对信噪比值，相对信噪比值最优的即为最优信道。
具体地，所述上位机与通信系统通过以太网的方式连接，在预设的通信距离内，通信系统开机后自组网，上位机判断各个信道自组网是否成功，若不成功，则继续组网，若成功则判断通信系统是否处于静默状态，即用户是否有信息需要发送，上位机获取判断结果后，
如果处于非静默状态：
上位机先将获取信噪比的请求信息插入到数据包中，再判断以哪种方式传出信息，若采用默认信道，则一直用默认信道传送，若不是默认信道，则首轮决策时从默认信道发出，同时其他信道也发出获取信噪比的请求，每个信道连续采样T1s后，判断采样数据数量是否达到阈值，若未达到则继续采样T3s，直到采样数量达到阈值，最后通过算法得到最优信道。
以上为系统获取最优信道的工作原理。系统的通信信道决策是周期进行的，单次决策的原理如图2所示。其中，当获取足够的采样数据后，由上位机生成信噪比采样数据矩阵，再由算法得到最优信噪比的信道。算法主要原理如图3所示。为了获取每个信道相对精确的信噪比值，采样数据充分后，将矩阵中数据打散，系统按照预设的差值聚拢收敛，会生产若干个数据族，再给矩阵中每个数据族取平均值，将该值称为相对信噪比值。在每个信道矩阵中，去掉若干个最大相对信噪比值和最小相对信噪比值后，再次取平均值，得到该信道的平均信噪比值。最终比较各信道的平均信噪比值，得到当前周期下的最优信噪比信道。
本发明还提供一种多信道的通信决策系统，包括
上位机和多信道组网网络系统；
所述上位机和多信道组网网络系统通讯连接；
具体地，所述上位机和多信道组网网络系统通过以太网的方式通讯连接；
所述上位机包括通信决策模块，在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。
所述通信决策模块包括
收集信噪比单元：每次决策时收集各个信道的信噪比采样数据；
算法处理单元：生成由各信道的信噪比组成的数值矩阵；数值再按照既定的原则完成收敛；收敛完成后，会出现数值聚拢，多个收敛的数值矩阵形成一个族，完成收敛的信噪比数值矩阵会出现多个族；再将各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值；
决策执行单元：最终由上位机通过比较各信道的相对信噪比值来决定当前最优信道，将信息由周期内最优信道传输出去。

Claims (8)

1.一种多信道的通信决策方法，其特征在于：
在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。
2.根据权利要求1所述的多信道的通信决策方法，其特征在于，所述上位机按周期进行通信决策方法具体包括如下步骤：
每次决策时收集各个信道的信噪比采样数据；
生成由各信道的信噪比组成的数值矩阵；
数值再按照既定的原则完成收敛；
收敛完成后，会出现数值聚拢，多个收敛的数值矩阵形成一个族，完成收敛的信噪比数值矩阵会出现多个族；
再将各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值；
最终由上位机通过比较各信道的相对信噪比值来决定当前最优信道，将信息由周期内最优信道传输出去。
3.根据权利要求2所述的多信道的通信决策方法，其特征在于，所述数值再按照既定的原则完成收敛的方法是：预设差值，数值间实际差值小于预设差值的就相互收敛。
4.根据权利要求3所述的多信道的通信决策方法，其特征在于，所述各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值的具体方法是：每个族根据不同数量的信噪比值取平均值，去掉平均值最大和最小的族，再将剩下的族平均值取平均值。
5.根据权利要求4所述的多信道的通信决策方法，其特征在于所述上位机与通信系统通过以太网的方式连接，在预设的通信距离内，通信系统开机后自组网，上位机判断各个信道自组网是否成功，若不成功，则继续组网，若成功则判断通信系统是否处于静默状态，上位机获取判断结果后，如果处于静默状态：
通信系统各个信道发送获取信噪比的请求信息，上位机连续采样T2s，记录数据到缓存中，判断采样数据数量是否达到阈值，若未达到则继续采样T3s，直到采样数量达到阈值，最后通过算法得到最优信道。
6.根据权利要求4所述的多信道的通信决策方法，其特征在于所述上位机与通信系统通过以太网的方式连接，在预设的通信距离内，通信系统开机后自组网，上位机判断各个信道自组网是否成功，若不成功，则继续组网，若成功则判断通信系统是否处于静默状态，上位机获取判断结果后，如果处于非静默状态：
上位机先将获取信噪比的请求信息插入到数据包中，再判断以哪种方式传出信息，若采用默认信道，则一直用默认信道传送，若不是默认信道，则首轮决策时从默认信道发出，同时其他信道也发出获取信噪比的请求，每个信道连续采样T1s后，判断采样数据数量是否达到阈值，若未达到则继续采样T3s，直到采样数量达到阈值，最后通过算法得到最优信道。
7.一种多信道的通信决策系统，其特征在于包括
上位机和多信道组网网络系统；
所述上位机和多信道组网网络系统通讯连接；
所述上位机包括通信决策模块，在传输信息时，信息在多信道组网或部分信道被干扰的情况下，上位机按周期进行通信决策，通过算法处理比较各个信道的信噪比选择最优信道，由传输质量更优的信道将信息由周期内最优信道传输出去。
8.根据权利要求1所述的多信道的通信决策系统，其特征在于所述通信决策模块包括
收集信噪比单元：每次决策时收集各个信道的信噪比采样数据；
算法处理单元：生成由各信道的信噪比组成的数值矩阵；数值再按照既定的原则完成收敛；收敛完成后，会出现数值聚拢，多个收敛的数值矩阵形成一个族，完成收敛的信噪比数值矩阵会出现多个族；再将各族通过一种动态取值的方式得到该信道的相对信噪比值；
决策执行单元：最终由上位机通过比较各信道的相对信噪比值来决定当前最优信道，将信息由周期内最优信道传输出去。
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