CN114845309A - 一种基于大数据的智能通信分配系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于大数据的智能通信分配系统，涉及智能通讯设备技术领域；为了让多个相互通讯连接在一起的基站之间按照合理的分配方案进行数据通讯传输；该系统具体包括基站运行监测模块、大数据服务模块、5G基站和连接有多个5G基站的若干主控制器，所述基站运行监测模块包括对基站正常运行时长进行监测的运行时间监测单元、运行功耗监测单元、用于对主控制器下连接的基站进行监测的终端连接监测单元和终端基本信息获取单元。本发明根据各基站所在位置，为高耗能时间段的基站匹配距离最近的且处于正常耗能时间段和低耗能时间段的基站分担通讯压力，将相互通讯连接在一起的基站按照合理的分配方案一起分担数据传输压力。

Description

一种基于大数据的智能通信分配系统
技术领域
本发明涉及智能通讯设备技术领域，尤其涉及一种基于大数据的智能通信分配系统。
背景技术
通信技术，又称通信工程，是电子工程的重要分支，同时也是其中一个基础学科。该学科关注的是通信过程中信息传输和信号处理的原理和应用。通信工程研究的是以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲从发送端传输到一个或多个接受端。接受端能否正确辨认信息，取决于传输中的损耗功率高低。
而通讯时最重要的是如何进行通讯数据的分配，保证通讯数据的可靠性和合理性，而不同的通信分配算法适用的情况也不同，随着5G技术的发展和普及，基站的高密度化是目前非常显著的特征，那么就需要多个相互通讯连接在一起的基站之间按照合理的分配方案进行数据通讯传输，从而保证最大的传输效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于大数据的智能通信分配系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于大数据的智能通信分配系统，包括基站运行监测模块、大数据服务模块、5G基站和连接有多个5G基站的若干主控制器，所述基站运行监测模块包括对基站正常运行时长进行监测的运行时间监测单元、运行功耗监测单元、用于对主控制器下连接的基站进行监测的终端连接监测单元和终端基本信息获取单元；
所述大数据服务模块包括对主控制器下基站连接数据进行定期更新的基站数据更新单元、根据主控制器下连接基站运行情况进行通讯分配的通讯分配控制单元、对各种分配方案进行存储的云储存单元和对多个匹配方案进行测试的分配方案测试单元；
5G基站、主控制器、基站运行监测模块和大数据服务模块之间相互通讯连接。
优选的：所述主控制器与一片区域内多个5G基站之间通过光纤进行连接，通过主控制器直接远程对与之连接的5G基站进行控制。
进一步的：所述运行功耗监测单元通过主控制器对基站的运行功耗进行检测，同时给每个基站制定出全天各时段能耗分布数据表，将全天各时间段根据实际耗能情况分为高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段三个时间段，并每天将该能耗分布数据表通过主控制器传输到大数据服务模块。
进一步优选的：所述运行时间监测单元对基站的正常运行时间进行监测统计，同时对基站在高耗能时间段和低能耗时段下运行的时间进行单独统计并通过主控制单元上传到大数据服务模块。
作为本发明一种优选的：所述终端基本信息获取单元对与主控制器连接基站的基本信息进行获取，这些基本信息包括实时功耗、所在位置、通讯终端实时连接数量和设备运行时间。
作为本发明进一步优选的：所述终端连接监测单元对与主控制器连接的正常运行的基站数量进行统计，同时根据新基站接入和老基站拆除更换情况对所在区域内的基站数量进行实时更新，云储存单元通过云服务器对基站运行监测模块传输的数据进行存储，同时对各个区域的主控制器上传的监测数据进行编号分类存储。
作为本发明再进一步的方案：所述通讯分配控制单元根据上传到云储存单元中的基站运行实时数据，制定出对应主控制器下连接的多个基站的通讯分配方案，同时将全天分为早晨、中午、下午、夜晚和深夜五个时段，根据这五个时间段分别选择不同的通信分配策略通过主控制单元控制与之连接的多个基站进行执行。
在前述方案的基础上：所述分配方案测试单元根据基站运行监测模块实时测得的各基站高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段，同时根据各基站所在位置，为处于高耗能时间段的基站，匹配距离最近的且处于正常耗能时间段和低耗能时间段的基站分担通讯压力，分配方案测试单元每月会重新制定新的通讯分配方案，并与上月能耗数据进行比较，选择最优方案进行使用。
在前述方案的基础上优选的：所述大数据服务模块通讯连接有报告生成发送模块，报告生成发送模块根据各基站处于高耗能时间段和低耗能时间段的长短来判断对应区域通讯压力大小，随后生成对应的压力热点图并发送给对应工作人员和终端设备。
本发明的有益效果为：
1.分配方案测试单元根据基站运行监测模块实时测得的各基站高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段，同时根据各基站所在位置，为处于高耗能时间段的基站，匹配距离最近的且处于正常耗能时间段和低耗能时间段的基站分担通讯压力；分配方案测试单元将该通讯分配配置记录保存到云储存单元，下一天该基站再次来到该时段时可直接套用之前制定的分配方案进行配置，按照上述规则将多个相互通讯连接在一起的基站之间按照合理的分配方案进行数据通讯传输，提高了通讯传输的效率。
2.将通信分配策略按照全天五个时段进行针对性的使用，可以让系统在各时段下根据使用需求和连接的通讯终端的数量来选择不同的通讯分配方案进行执行，可有效的提高资源利用率，同时提高该区域内各时段通讯分配的合理性，让该区域内的基站能够相互之间有效的分工配合，提高通讯传输效率和稳定性。
3.运行功耗监测单元可对主控制器下连接的各个基站的运行能耗进行实时监测，同时根据各个基站在全天不同时段下的能耗高低制定出对应表格，可以清晰的了解全天各时段多个基站各自的通讯负载情况，从而方便大数据服务模块根据表格制定出有针对性的通讯分配方案。
4.分配方案测试单元每月会重新按照上述规则配置对应基站在高耗能时间段的通讯分配方案，并与上月的能耗数据进行比较，从而选择最优方案进行使用；当能耗降低或者持平时，将使用新的分配方案运行一个月，当能耗变高时，将继续使用原有分配方案，从而有效的分担各个基站之间的通讯压力，提高基站通讯资源的利用率。
5.工作人员可根据该通讯压力热点分布图来判断那些区域需要新建基站来更好的分担通讯压力，而那些区域通讯需求较小即可减少对该区域的基站建设投入，从而合理分配基站建设资源，根据该区域的合理使用需求来针对性的对基站进行部署。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于大数据的智能通信分配系统的分布关系示意图；
图2为本发明提出的一种基于大数据的智能通信分配系统的基站运行监测模块结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于大数据的智能通信分配系统的大数据服务模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
一种基于大数据的智能通信分配系统，如图1-3所示，包括基站运行监测模块、大数据服务模块、5G基站和连接有多个5G基站的若干主控制器，所述基站运行监测模块包括对基站正常运行时长进行监测的运行时间监测单元、运行功耗监测单元、用于对主控制器下连接的基站进行监测的终端连接监测单元和终端基本信息获取单元；
所述大数据服务模块包括对主控制器下基站连接数据进行定期更新的基站数据更新单元、根据主控制器下连接基站运行情况进行通讯分配的通讯分配控制单元、对各种分配方案进行存储的云储存单元和对多个匹配方案进行测试的分配方案测试单元；
5G基站、主控制器、基站运行监测模块和大数据服务模块之间相互通讯连接。
如图1所示，所述主控制器与一片区域内多个5G基站之间通过光纤进行连接，通过主控制器直接远程对与之连接的5G基站进行控制；工作人员可通过主控制器对一个区域内安装的多个5G基站进行参数更改、关机开机和基站运行数据提取等操作，让工作人员无需亲自对该区域每个基站进行实地查看即可了解基站运行的多种情况。
如图2所示，所述运行功耗监测单元通过主控制器对基站的运行功耗进行检测，同时给每个基站制定出全天各时段能耗分布数据表，将全天各时间段根据实际耗能情况分为高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段三个时间段，并每天将该能耗分布数据表通过主控制器传输到大数据服务模块；运行功耗监测单元可对主控制器下连接的各个基站的运行能耗进行实时监测，同时根据各个基站在全天不同时段下的能耗高低制定出对应表格，可以清晰的了解全天各时段多个基站各自的通讯负载情况，从而方便大数据服务模块根据表格制定出有针对性的通讯分配方案。
数据传输速率计算公式：R＝(1/T)*log N(bps)，其中，T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)，单位为秒；一个数字脉冲也称为一个码元，N为一个码元所取的有效离散值个数，也称调制电平数，N取2的整数次方值；若一个码元可取0和1两种离散值，则该码元只能携带一位(bit)二进制信息，数据传输速率为每秒钟传输二进制码元的个数，又称为比特率，单位为比特/秒(bit/s)；调制速率为每秒钟传输信号码元的个数，又称波特率，单位为波特(Bd)；
数据传送速率为单位时间内在数据传输系统中的相应设备之间传送的比特、字符或码组平均数，码元可以认为是一个信号。假设我们用两位二进制数来表示一个信号，00代表A，01代表B，10代表C，11代表D，那么每传输一个码元需要传输两个二进制位，在这种情况下，比特率是波特率的二倍；
比特率与波特率的关系：(S＝Blog_{2}N\)或(B＝S/log_{2}N\)其中，S表示比特率，B表示波特率，N表示码元可以取的有效离散值的数量，根据上述公式和比特率与波特率的关系可以方便的计算出对应设备的通讯传输速率，从而推断出5G基站在高负载下能否对通讯信号进行正常传输，当计算得出的通讯传输速率数值下降时，则表示该基站负载过高无法满足所在区域的信号传输需求。
如图2所示，所述运行时间监测单元对基站的正常运行时间进行监测统计，同时对基站在高耗能时间段和低能耗时段下运行的时间进行单独统计并通过主控制单元上传到大数据服务模块；当一个基站高能耗运行设定时间后，大数据服务模块会向指定工作人员发送对应信息，从而让工作人员前往该基站对该基站进行检修，从而判断高能耗是否为基站自身故障造成，同时建站在高能耗下运行过长时间后，内部元器件容易受损，通过运行时间监测单元可及时提醒工作人员对高能耗基站进行针对性检查，提高主控制器下各个基站的运行稳定性。
如图2所示，所述终端基本信息获取单元对与主控制器连接基站的基本信息进行获取，这些基本信息包括实时功耗、所在位置、通讯终端实时连接数量和设备运行时间；
所述终端连接监测单元对与主控制器连接的正常运行的基站数量进行统计，同时根据新基站接入和老基站拆除更换情况对所在区域内的基站数量进行实时更新；
如图3所示，所述云储存单元通过云服务器对基站运行监测模块传输的数据进行存储，同时对各个区域的主控制器上传的监测数据进行编号分类存储；
如图3所示，所述通讯分配控制单元根据上传到云储存单元中的基站运行实时数据，制定出对应主控制器下连接的多个基站的通讯分配方案，同时将全天分为早晨、中午、下午、夜晚和深夜五个时段，根据这五个时间段分别选择不同的通信分配策略通过主控制单元控制与之连接的多个基站进行执行；将通信分配策略按照全天五个时段进行针对性的使用，可以让系统在各时段下根据使用需求和连接的通讯终端的数量来选择不同的通讯分配方案进行执行，可有效的提高资源利用率，同时提高该区域内各时段通讯分配的合理性，让该区域内的基站能够相互之间有效的分工配合，提高通讯传输效率和稳定性。
如图3所示，所述分配方案测试单元根据基站运行监测模块实时测得的各基站高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段，同时根据各基站所在位置，为处于高耗能时间段的基站，匹配距离最近的且处于正常耗能时间段和低耗能时间段的基站分担通讯压力；分配方案测试单元将该通讯分配配置记录保存到云储存单元，下一天该基站再次来到该时段时可直接套用之前制定的分配方案进行配置；分配方案测试单元每月会重新按照上述规则配置对应基站在高耗能时间段的通讯分配方案，并与上月的能耗数据进行比较，从而选择最优方案进行使用；当能耗降低或者持平时，将使用新的分配方案运行一个月，当能耗变高时，将继续使用原有分配方案，从而有效的分担各个基站之间的通讯压力，提高基站通讯资源的利用率。
实施例2：
一种基于大数据的智能通信分配系统，如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述大数据服务模块还包括报告生成发送模块，报告生成发送模块根据各基站处于高耗能时间段运行时间的长短来判断那些区域的通讯压力较大，同时根据各基站处于低耗能时间段的长短判断那些区域通讯压力较小，随后生成该区域的通讯压力热点图并发送给对应工作人员；工作人员可根据该通讯压力热点分布图来判断那些区域需要新建基站来更好的分担通讯压力，而那些区域通讯需求较小即可减少对该区域的基站建设投入，从而合理分配基站建设资源，根据该区域的合理使用需求来针对性的对基站进行部署，提高通讯资源分配利用率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于大数据的智能通信分配系统，包括基站运行监测模块、大数据服务模块、5G基站和连接有多个5G基站的若干主控制器，其特征在于，所述基站运行监测模块包括对基站正常运行时长进行监测的运行时间监测单元、运行功耗监测单元、用于对主控制器下连接的基站进行监测的终端连接监测单元和终端基本信息获取单元；
所述大数据服务模块包括对主控制器下基站连接数据进行定期更新的基站数据更新单元、根据主控制器下连接基站运行情况进行通讯分配的通讯分配控制单元、对各种分配方案进行存储的云储存单元和对多个匹配方案进行测试的分配方案测试单元；
5G基站、主控制器、基站运行监测模块和大数据服务模块之间相互通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述主控制器与一片区域内多个5G基站之间通过光纤进行连接，通过主控制器直接远程对与之连接的5G基站进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述运行功耗监测单元通过主控制器对基站的运行功耗进行检测，同时给每个基站制定出全天各时段能耗分布数据表，将全天各时间段根据实际耗能情况分为高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段三个时间段，并每天将该能耗分布数据表通过主控制器传输到大数据服务模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述运行时间监测单元对基站的正常运行时间进行监测统计，同时对基站在高耗能时间段和低能耗时段下运行的时间进行单独统计并通过主控制单元上传到大数据服务模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述终端基本信息获取单元对与主控制器连接基站的基本信息进行获取，这些基本信息包括实时功耗、所在位置、通讯终端实时连接数量和设备运行时间。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述终端连接监测单元对与主控制器连接的正常运行的基站数量进行统计，同时根据新基站接入和老基站拆除更换情况对所在区域内的基站数量进行实时更新，云储存单元通过云服务器对基站运行监测模块传输的数据进行存储，同时对各个区域的主控制器上传的监测数据进行编号分类存储。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述通讯分配控制单元根据上传到云储存单元中的基站运行实时数据，制定出对应主控制器下连接的多个基站的通讯分配方案，同时将全天分为早晨、中午、下午、夜晚和深夜五个时段，根据这五个时间段分别选择不同的通信分配策略通过主控制单元控制与之连接的多个基站进行执行。
8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述分配方案测试单元根据基站运行监测模块实时测得的各基站高耗能时间段、正常耗能时间段和低耗能时间段，同时根据各基站所在位置，为处于高耗能时间段的基站，匹配距离最近的且处于正常耗能时间段和低耗能时间段的基站分担通讯压力，分配方案测试单元每月会重新制定新的通讯分配方案，并与上月能耗数据进行比较，选择最优方案进行使用。
9.根据权利要求4所述的一种基于大数据的智能通信分配系统，其特征在于，所述大数据服务模块通讯连接有报告生成发送模块，报告生成发送模块根据各基站处于高耗能时间段和低耗能时间段的长短来判断对应区域通讯压力大小，随后生成对应的压力热点图并发送给对应工作人员和终端设备。
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