CN114710794B - 一种基于大数据的在线通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的在线通信系统及方法，涉及通信技术领域，包括信息上传模块、信息分析模块、服务器以及基站监测模块；所述信息上传模块用于发起客户端编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块和服务器，所述信息分析模块用于对接收到的通信数据进行传输值分析，并根据传输值对通信数据进行分类；所述服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端，有效避免网络拥塞，提高通信效率；所述基站监测模块用于监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，若信号影响系数小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号，以提示工作人员对对应基站进行维护，从而提高通信效率。

Description

一种基于大数据的在线通信系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种基于大数据的在线通信系统及方法。

背景技术

随着通信技术的发展，通信系统对传输的数据速率要求也越来越高。数据高速传输的同时，占用的频道带宽也相应的增加，如何在有限的带宽内传输尽可能多的信息量是通信技术研究的关键技术之一。

但在现有技术中，数据传输时对传输的路径选择简单，存在不能对通信数据进行分类并合理的选取中转基站进行传输的问题，系统中的无线资源管理面临着越来越大的挑战，导致通信效率不佳，且容易受到外界干扰，如何在恶劣的无线通信环境以及越来越多的数据量的情况下为各类数据传输提供保证，提高通信效率是我们必须认真解决的问题；为此，我们提出一种基于大数据的在线通信系统及方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于大数据的在线通信系统及方法。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于大数据的在线通信系统，包括信息上传模块、服务器、信息分析模块、基站监测模块以及报警模块；

所述信息上传模块用于发起客户端编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块和服务器，所述信息分析模块用于对接收到的通信数据进行传输值分析，并根据传输值CF对通信数据进行分类；

若CF≥传输阈值，则将该通信数据标记为高级数据；其中高级数据的传输路径为一级跳转路径；若CF＜传输阈值，则将该通信数据标记为普通数据；其中普通数据的传输路径为二级跳转路径；

所述服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端；所述预设规则具体为：

若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站，通信数据经过该中转基站直接发送至接收客户端；

若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站，通信数据依次经过两个中转基站中转至接收客户端；

所述基站监测模块用于监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，若信号影响系数WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号，以提示工作人员对对应基站进行维护。

进一步地，所述信息分析模块的具体分析步骤如下：

获取发起客户端在预设时间段内的通信记录，所述通信记录包括通信开始时刻、通信结束时刻以及对应的接收客户端；

统计发起客户端的通信次数为C1，将每次的通信时长进行累加得到通信总时长ZT；将相邻两次通信的时间间隔标记为通信间隔GTi；

将通信间隔GTi与预设间隔阈值相比较；统计GTi＜预设间隔阈值的次数差隔频次P1；当GTi＜预设间隔阈值时，获取GTi与预设间隔阈值的差值并求和得到间隔总差值GZ；利用公式CG＝P1×a1+GZ×a2计算得到差隔系数CG，其中a1、a2均为系数因子；利用公式TX＝C1×a3+ZT×a4+CG×a5计算得到发起客户端的通信系数TX，其中a3、a4、a5均为系数因子；

设定发起客户端与接收客户端的通信吸引因子为QM；利用公式

计算得到对应通信数据的传输值CF，其中b1、b2和b3均为预设比例系数，且b1+b2+b3＝1，β为均衡因子。

进一步地，其中通信吸引因子QM的具体计算方法为：

针对同一接收客户端，统计发起客户端与该接收客户端的通信次数占比为Zb；截取相邻通信记录之间的时间段为通信缓冲时间段，统计每个通信缓冲时间段内发起客户端的通信次数为客户端缓冲频次Hi；

将客户端缓冲频次Hi与缓冲阈值相比较；统计Hi小于缓冲阈值的次数为P2，当Hi小于缓冲阈值时，获取Hi与缓冲阈值的差值并进行求和得到差缓总值CH；利用公式CK＝P2×g3+CH×g4计算得到差缓系数CK，其中g3、g4为系数因子；利用公式QM＝Zb×g5+CK×g6计算得到通信吸引因子QM，其中g5、g6为系数因子。

进一步地，其中信号传输系数XH的具体计算方法为：

由移动终端与基站群建立通信连接，并向基站群发送测量配置消息，其中测量配置消息中包括第一信号质量门限；基站群由若干个基站组成；

响应于接收到测量配置消息，各个基站立即发送第二同步信号至移动终端；移动终端接收到第二同步信号后，确定第二同步信号的信号质量为Z1，并将Z1与第一信号质量门限进行对比，得到第一质量差Zc；

将移动终端发出测量配置消息的时刻与接收到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式XH＝1/(Zc×b4+XT×b5)计算得到对应基站的信号传输系数XH；其中b4、b5均为系数因子。

进一步地，所述通信环境数据信息包括基站的信号传输系数XH以及基站外部的空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息。

进一步地，所述基站监测模块的具体分析步骤为：

获取两个不同时间点的环境系数并标记为第一环境系数WS1和第二环境系数WS2；利用环境迁移计算式计算得到环境迁移值HQ，具体为：

其中η为均衡因子，WS0表示为预设环境阈值，T0表示为两个不同时间点的时间差；

获取基站的信号传输系数XH，利用公式

计算得到信号影响系数WQ；其中d4、d5均为系数因子。

进一步地，其中环境系数的计算方法为：

将空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息依次标记为W1、W2以及W3；利用公式Ws＝W1×d1+W2×d2+W3×d3计算得到环境系数Ws，其中d1、d2、d3均为系数因子。

进一步地，一种基于大数据的在线通信方法，应用于上述一种基于大数据的在线通信系统，包括如下步骤：

步骤一：发起客户端通过信息上传模块编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块与服务器；

步骤二：通过信息分析模块对通信数据进行分析，结合发起客户端的通信系数TX以及发起客户端与接收客户端的通信吸引因子QM，计算得到对应通信数据的传输值CF；根据传输值CF对通信数据进行分类；

步骤三：服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端；具体为：

若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站；若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站；

步骤四：通过基站监测模块监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，计算得到对应基站的信号影响系数WQ；若WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中所述信息分析模块用于对通信数据进行传输值分析，根据传输值CF对通信数据进行分类；若CF≥传输阈值，则将该通信数据标记为高级数据；若CF＜传输阈值，则将该通信数据标记为普通数据；所述服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端，具体表现为：若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站，通信数据经过该中转基站直接发送至接收客户端；若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站，通信数据依次经过两个中转基站中转至接收客户端；有效避免网络拥塞，提高通信效率；同时使得数据传输更加有层次，提高用户体验感；

2、本发明中所述基站监测模块用于监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，根据空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息计算得到环境系数Ws；获取两个不同时间点的环境系数WS1和WS2，利用环境迁移计算式计算得到环境迁移值HQ，结合基站的信号传输系数XH，利用公式

计算得到信号影响系数WQ；若WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号；以提示工作人员对对应基站进行维护，从而提高通信效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于大数据的在线通信系统的系统框图。

图2为本发明一种基于大数据的在线通信方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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做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。

如图1至图2所示，一种基于大数据的在线通信系统，包括信息上传模块、服务器、信息分析模块、基站监测模块以及报警模块；

在本实施例中，当两者建立通信关系时，信息上传模块用于发起客户端编辑上传通信数据并将通信数据传输至服务器，服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端；通信数据依次经过若干个基站中转至接收客户端；

信息分析模块与信息上传模块相连接，用于获取发起客户端编辑上传的通信数据进行分析，根据传输值CF对通信数据进行分类，具体分析步骤如下：

获取发起客户端在预设时间段内的通信记录，通信记录包括通信开始时刻、通信结束时刻以及对应的接收客户端；

统计发起客户端的通信次数为C1，将每次的通信时长进行累加得到通信总时长ZT；将相邻两次通信的时间间隔标记为通信间隔GTi；

将通信间隔GTi与预设间隔阈值相比较；统计GTi＜预设间隔阈值的次数差隔频次P1；当GTi＜预设间隔阈值时，获取GTi与预设间隔阈值的差值并求和得到间隔总差值GZ；利用公式CG＝P1×a1+GZ×a2计算得到差隔系数CG，其中a1、a2均为系数因子；

将通信次数、通信总时长以及差隔系数进行归一化处理并取其数值，利用公式TX＝C1×a3+ZT×a4+CG×a5计算得到发起客户端的通信系数TX，其中a3、a4、a5均为系数因子；

设定发起客户端与接收客户端的通信吸引因子为QM；具体包括：

针对同一接收客户端，统计发起客户端与该接收客户端的通信次数占比为Zb；截取相邻通信记录之间的时间段为通信缓冲时间段，统计每个通信缓冲时间段内发起客户端的通信次数为客户端缓冲频次Hi；

将客户端缓冲频次Hi与缓冲阈值相比较；统计Hi小于缓冲阈值的次数为P2，当Hi小于缓冲阈值时，获取Hi与缓冲阈值的差值并进行求和得到差缓总值CH；利用公式CK＝P2×g3+CH×g4计算得到差缓系数CK，其中g3、g4为系数因子；

利用公式QM＝Zb×g5+CK×g6计算得到通信吸引因子QM，其中g5、g6为系数因子；

利用公式

计算得到对应通信数据的传输值CF，其中b1、b2和b3均为预设比例系数，且b1+b2+b3＝1，β为均衡因子，取值0.65564321；

将传输值CF与传输阈值相比较；若CF≥传输阈值，则将该通信数据标记为高级数据；其中高级数据的传输路径为一级跳转路径；一级跳转路径表现为：通信数据经过一个基站直接发送至接收客户端；

若CF＜传输阈值，则将该通信数据标记为普通数据；其中普通数据的传输路径为二级跳转路径；二级跳转路径表现为：通信数据依次经过两个基站中转至接收客户端；

本发明根据通信数据的传输值CF对通信数据进行分类，不同类型的通信数据选择不同的传输路径，传输系数高的通信数据选择快速通道，传输系数低的通信数据选择较慢通道，有效避免网络拥塞，提高通信效率；使得数据传输更加有层次，提高用户体验感；

其中，服务器分配基站的预设规则为：

由移动终端与基站群建立通信连接，并向基站群发送测量配置消息，其中测量配置消息中包括第一信号质量门限；基站群由若干个基站组成；

响应于接收到测量配置消息，各个基站立即发送第二同步信号至移动终端；移动终端接收到第二同步信号后，确定第二同步信号的信号质量为Z1，并将Z1与第一信号质量门限进行对比，得到第一质量差Zc；其中本领域技术人员应该理解，任意本领域公知的度量都能够用于表征信号质量，例如RSRQ、RSRP、RSSI等等；此处的质量差值可以反映出信号在传输过程中的衰减；

将移动终端发出测量配置消息的时刻与接收到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式XH＝1/(Zc×b4+XT×b5)计算得到对应基站的信号传输系数XH；其中b4、b5均为系数因子；信号传输系数XH越大，则表明信号传输质量越好；

若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站，通信数据经过该中转基站直接发送至接收客户端；

若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站，通信数据依次经过两个中转基站中转至接收客户端；提高通信质量和通信效率；

基站监测模块用于监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，通信环境数据信息包括基站的信号传输系数XH以及基站外部的空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息；具体分析步骤为：

将空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息依次标记为W1、W2以及W3；利用公式Ws＝W1×d1+W2×d2+W3×d3计算得到环境系数Ws，其中d1、d2、d3均为系数因子；

获取两个不同时间点(即相邻时刻)的环境系数并标记为第一环境系数WS1和第二环境系数WS2；利用环境迁移计算式计算得到环境迁移值HQ，具体为：

其中η为补偿因子，WS0表示为预设环境阈值，T0表示为两个不同时间点的时间差；

获取基站的信号传输系数XH，利用公式

计算得到信号影响系数WQ；其中d4、d5均为系数因子；

将信号影响系数WQ与信号阈值相比较，若WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号；

基站监测模块用于将预警信号传输至服务器，服务器接收到预警信号后控制报警模块发出警报，以提示工作人员对对应基站进行维护，从而提高通信效率。

一种基于大数据的在线通信方法，应用于上述一种基于大数据的在线通信系统，包括如下步骤：

步骤一：发起客户端通过信息上传模块编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块与服务器；

步骤二：通过信息分析模块对通信数据进行分析，结合发起客户端的通信系数TX以及发起客户端与接收客户端的通信吸引因子QM，计算得到对应通信数据的传输值CF；根据传输值CF对通信数据进行分类；

步骤三：服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端；具体为：

若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站，通信数据经过该中转基站直接发送至接收客户端；

若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站，通信数据依次经过两个中转基站中转至接收客户端；

步骤四：通过基站监测模块监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，结合信号传输系数XH和环境迁移值HQ，计算得到对应基站的信号影响系数WQ；

若WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号；以提示工作人员对对应基站进行维护。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

一种基于大数据的在线通信系统及方法，在工作时，信息上传模块用于发起客户端编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块和服务器，信息分析模块用于对通信数据进行分析，根据传输值CF对通信数据进行分类；首先获取发起客户端在预设时间段内的通信记录，计算得到发起客户端的通信系数TX；再结合发起客户端与接收客户端的通信吸引因子QM，计算得到对应通信数据的传输值CF；若CF≥传输阈值，则将该通信数据标记为高级数据；若CF＜传输阈值，则将该通信数据标记为普通数据；服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端，具体表现为：若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站，通信数据经过该中转基站直接发送至接收客户端；若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站，通信数据依次经过两个中转基站中转至接收客户端；有效避免网络拥塞，提高通信效率；同时使得数据传输更加有层次，提高用户体验感；

基站监测模块用于监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，根据空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息计算得到环境系数Ws；获取两个不同时间点的环境系数并标记为第一环境系数WS1和第二环境系数WS2，利用环境迁移计算式计算得到环境迁移值HQ，结合基站的信号传输系数XH，利用公式

计算得到信号影响系数WQ；若WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号；以提示工作人员对对应基站进行维护，从而提高通信效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于大数据的在线通信系统，其特征在于，包括信息上传模块、服务器、信息分析模块、基站监测模块以及报警模块；

所述信息上传模块用于发起客户端编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块和服务器，所述信息分析模块用于对接收到的通信数据进行传输值分析，具体分析步骤如下：

获取发起客户端在预设时间段内的通信记录，所述通信记录包括通信开始时刻、通信结束时刻以及对应的接收客户端；

统计发起客户端的通信次数为C1，将每次的通信时长进行累加得到通信总时长ZT；将相邻两次通信的时间间隔标记为通信间隔GTi；

将通信间隔GTi与预设间隔阈值相比较；统计GTi＜预设间隔阈值的次数差隔频次P1；当GTi＜预设间隔阈值时，获取GTi与预设间隔阈值的差值并求和得到间隔总差值GZ；利用公式CG=P1×a1+GZ×a2计算得到差隔系数CG，其中a1、a2均为系数因子；利用公式TX=C1×a3+ZT×a4+CG×a5计算得到发起客户端的通信系数TX，其中a3、a4、a5均为系数因子；

设定发起客户端与接收客户端的通信吸引因子为QM；利用公式

计算得到对应通信数据的传输值CF，其中b1、b2和b3均为预设比例系数，且b1+b2+b3=1，β为均衡因子；

根据传输值CF对通信数据进行分类；具体为：

若CF≥传输阈值，则将该通信数据标记为高级数据；其中高级数据的传输路径为一级跳转路径；若CF＜传输阈值，则将该通信数据标记为普通数据；其中普通数据的传输路径为二级跳转路径；

其中，通信吸引因子QM的具体计算方法为：

针对同一接收客户端，统计发起客户端与该接收客户端的通信次数占比为Zb；截取相邻通信记录之间的时间段为通信缓冲时间段，统计每个通信缓冲时间段内发起客户端的通信次数为客户端缓冲频次Hi；

将客户端缓冲频次Hi与缓冲阈值相比较；统计Hi小于缓冲阈值的次数为P2，当Hi小于缓冲阈值时，获取Hi与缓冲阈值的差值并进行求和得到差缓总值CH；利用公式CK=P2×g3+CH×g4计算得到差缓系数CK，其中g3、g4为系数因子；利用公式QM=Zb×g5+CK×g6计算得到通信吸引因子QM，其中g5、g6为系数因子；

所述服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端；所述预设规则具体为：

若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站，通信数据经过该中转基站直接发送至接收客户端；

若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站，通信数据依次经过两个中转基站中转至接收客户端；

其中信号传输系数XH的具体计算方法为：

由移动终端与基站群建立通信连接，并向基站群发送测量配置消息，其中测量配置消息中包括第一信号质量门限；基站群由若干个基站组成；

响应于接收到测量配置消息，各个基站立即发送第二同步信号至移动终端；移动终端接收到第二同步信号后，确定第二同步信号的信号质量为Z1，并将Z1与第一信号质量门限进行对比，得到第一质量差Zc；

将移动终端发出测量配置消息的时刻与接收到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式XH=1/(Zc×b4+XT×b5)计算得到对应基站的信号传输系数XH；其中b4、b5均为系数因子；

所述基站监测模块用于监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，若信号影响系数WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号，以提示工作人员对对应基站进行维护。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的在线通信系统，其特征在于，所述通信环境数据信息包括基站的信号传输系数XH以及基站外部的空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的在线通信系统，其特征在于，所述基站监测模块的具体分析步骤为：

获取两个不同时间点的环境系数并标记为第一环境系数WS1和第二环境系数WS2；利用环境迁移计算式计算得到环境迁移值HQ，具体为：

其中为均衡因子，WS0表示为预设环境阈值，T0表示为两个不同时间点的时间差；

获取基站的信号传输系数XH，利用公式

计算得到信号影响系数WQ；其中d4、d5均为系数因子。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的在线通信系统，其特征在于，其中环境系数的计算方法为：

将空气气压信息、空气湿度信息和空气含氧量信息依次标记为W1、W2以及W3；利用公式Ws=W1×d1+W2×d2+W3×d3计算得到环境系数Ws，其中d1、d2、d3均为系数因子。

5.一种基于大数据的在线通信方法，应用于如权利要求1-4任一所述的一种基于大数据的在线通信系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：发起客户端通过信息上传模块编辑上传通信数据并将通信数据传输至信息分析模块与服务器；

步骤二：通过信息分析模块对通信数据进行分析，结合发起客户端的通信系数TX以及发起客户端与接收客户端的通信吸引因子QM，计算得到对应通信数据的传输值CF；根据传输值CF对通信数据进行分类；

步骤三：服务器用于按照预设规则将若干个基站的接入点信息分配至发起客户端和接收客户端；具体为：

若通信数据为高级数据，则选取信号传输系数XH最大的基站作为中转基站；若通信数据为普通数据，则选取信号传输系数XH最大和次之的基站作为中转基站；

步骤四：通过基站监测模块监测基站的通信环境数据信息并进行预警分析，计算得到对应基站的信号影响系数WQ；若WQ小于信号阈值，则判定对应基站当前通信环境不佳，生成预警信号。

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