CN117042000A - 一种双模通信网络的通信模式选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双模通信网络的通信模式选择方法，包括：步骤1、网络通信系统根据用户所处环境及实际操作的需要实现通信网络客户端网络通信模式的选择；步骤2、所述通信网络客户端采用选择的网络通信模式基于所述网络通信系统实现向所述通信网络服务端的信息帧传输；步骤3、所述通信网络客户端通过所述网络通信系统检测向所述通信网络服务端传输信息帧的结果；步骤4、所述网络通信系统根据用户所处环境、实际操作的需要及通信中断的原因切换网络通信模式重新传输信息帧；步骤5、重复步骤3操作；采用多特征弹性算法Multi‑FEA提高了网络通信模式选择速度；采用平滑算法提高了网络通信模式切换的平滑度。

Description

一种双模通信网络的通信模式选择方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，且更具体地涉及一种双模通信网络的通信模式选择方法。

背景技术

随着科技的发展，设备之间存在多种不同制式的无线通信网络，网络通信模式已经由单一向综合演变，人们对网络通信的要求越来越高，设备与设备之间通信的速度、稳定性和可靠性越来越引起人们的重视，单一的网络通信模式通信效率较低、稳定性差已经无法满足人们的需求，双模乃至多模通信网络应运而生，方便用户能够自由地在不同通信模式之间进行切换，双模通信网络的通信模式选择是双模通信网络通信过程中的核心环节。

现有技术中，也有针对该技术进行相关技术研究，现有研究仅根据停电状况和历史通信记录进行网络通信模式的重新选择和信息帧的重新传输，没有考虑到复杂多变环境下通信模式的选择方法，未综合考虑用户所处环境及实际操作的需要，且网络通信模式重新选择和切换时未考虑到通信的平滑度，存在一定的通信延迟，使得用户体验感差，因此需要一种新型双模通信网络的通信模式选择方法。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明公开一种双模通信网络的通信模式选择方法，能够实现网络通信模式的快速选择和稳定切换，通过多特征弹性算法Multi-FEA综合分析用户所处环境及实际操作的需要实现通信模式的快速选择，通过平滑算法实现在网络通信模式的无缝平滑切换，大大提高了网络通信的稳定性，提高了用户的体验感。

一种双模通信网络的通信模式选择方法，包括以下步骤：

步骤1、网络通信系统根据用户所处环境及实际操作的需要实现通信网络客户端网络通信模式的选择；

在步骤1中，所述通信网络客户端通过双模通信网络实现与通信网络服务端通信，所述双模通信网络通信模式包括GSM网络通信模式和CDMA网络通信模式；

步骤2、所述通信网络客户端采用选择的网络通信模式基于所述网络通信系统实现向所述通信网络服务端的信息帧传输，所述网络通信系统包括信息接收模块、信息分类模块、信息处理模块、主控模块、信息储存模块、信息监控与传输模块、信息发送模块、USB接口和无线接口；

步骤3、所述通信网络客户端通过所述网络通信系统检测向所述通信网络服务端传输信息帧的结果，所述通信网络服务端接收到所述通信网络客户端传输的信息帧则发出响应信息，通信完成，所述通信网络服务端未接收到所述通信网络客户端传输的信息帧则无响应，通信中断，执行步骤4操作；

步骤4、所述网络通信系统根据用户所处环境、实际操作的需要及通信中断的原因切换网络通信模式，所述通信网络客户端采用相应网络通信模式向所述通信网络服务端重新传输信息帧；

步骤5、重复步骤3操作。

在上述步骤中，信息处理模块包括信息最优通信评估模块，其中所述信息最优通信评估模块包括通信节点最优接入控制模型、数据误检模型、维度转换模型和数据不间断检测模型，其中所述通信节点最优接入控制模型用于在信息处理时，通过不同数据信道的交互，提炼出数据信道中最佳数据节点，以选择出最佳通信方式；

数据误检模型用于检测输入数据信息中通信协议，以检测通信数据信息的干扰度，避免数据信息干扰，数据误检模型的工作方法是在数据误检模型的输入端引入Lagrange函数，对输入到数据误检模型中的多种数据信息进行数据信息转换，以对转换后的数据参数进行对偶计算，在对偶计算过程中，通过拓扑分析方式对数据通信状态进行监控，多种通信数据信息的进行协议转换，其中求偶函数为：

式(1)中，W(α,α^*)表示多种通信数据信息的求偶函数，α和α^*分别表示数据误检模型中两种不同通信协议参数，i和j分别表示多种通信数据信息中不同协议的数据节点，α_i表示在i节点下的数据节点，α_j表示在j节点下的数据节点，k表示节点的个数，和/>表示通信协议转换器，/>和/>与α_i和α_j的区别在于不同的通信协议和不同的数据节点，λ表示数据通信转换系数，y_i表示数据通信正确率，ε表示介于0和1之间的常数，将不同的通信协议参数映射到函数中进行数据信息计算，偶函数计算的约束函数为：

式(2)中，C表示为通信协议总量，则λ表示为：

通过回归数据函数对数据误检模型进行检测，检测函数为：

在公式(4)中，b表示余量常数；

维度转换模型用于将高维度通讯协议转换低维度通讯协议；

数据不间断检测模型用于24小时不间断检测数据通信信息。作为本发明进一步的技术方案，所述GSM网络通信模式采用时分多址的GSM网络通信系统实现一射频内八组信息帧通信，所述GSM网络通信系统采用具有语音、文字和数据通信功能的射频调试、多地址方式、语音编码、信道编码、数字信号处理、控制信道、保密和鉴权技术实现复杂环境的通信覆盖，所述CDMA网络通信模式采用码分多址的CDMA网络通信系统接收通信网络传输的信息并根据传输信息状态通过特殊代码实现信息分组，以获取有效通信信息，所述CDMA网络通信系统根据通信过程需要通过扩频技术实现网络数字连接向网络模拟连接的转化，以提高通信的可靠性。

作为本发明进一步的技术方案，所述通信模式的选择采用多特征弹性算法Multi-FEA实现用户所处环境及实际操作需要的变量选择和参数估计并建立多元特征信息参数模型为(X_i,y_i)，i＝1,2,...,n，其中X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ip)^T表示影响网络通信的多元特征参数矩阵，y_i为网络通信状况，X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ip)^T与y_i分别表示多元特征信息参数模型中所包含的自变量和因变量，多元特征信息参数模型输出函数公式为：

在公式(5)中，i表示通信网络客户端，δ为信息帧在传输过程中的信号损耗，β₁,β₂,...,β_p为通信网络中的用户，j为通信网络中的用户标识，j∈[1,p]，ε_i为随机扰动项，x_ij为影响网络通信的多元特征参数；

根据网络通信系统状态对影响网络通信的多元特征参数进行筛选，设置影响网络通信的参数阈值x₀，影响网络通信的多元特征参数x_ij＜x₀时，对应的影响网络通信的多元特征参数矩阵X_i被视为无影响变量从参数模型中删除，以提高网络通信模式的选择速度，影响网络通信的参数阈值x₀输出函数公式为：

在公式(6)中，n为影响网络通信的多元特征参数个数，x_ij为影响网络通信的多元特征参数，j为通信网络中的用户标识，j∈[1,p]；

从自变量参数X_i和因变量参数y_i方向分别定义所传输信息帧Q_ij的通信强度，其中从自变量参数X_i方向定义所传输信息帧Q_ij的通信强度向量dx_ij的输出函数公式为：

在公式(7)中，x_ij为多元特征信息参数模型(X_i,y_i)的自变量参数特征；

从因变量参数y_i方向定义所传输信息帧Q_ij的通信强度向量dy_i的输出函数公式为：

在公式(8)中，y_i为多元特征信息参数模型(X_i,y_i)的因变量参数特征；

根据信息帧通信强度向量dx_ij、dy_i和多元特征信息参数模型(X_i,y_i)选择合适的网络通信模式。

作为本发明进一步的技术方案，所述网络通信系统模块的具体实现方法为：

(1)信息接收模块采用FPGA主控芯片和USB3.0接口芯片CYUSB3014作为接收装置的控制核心，所述接收装置与PC机构成高速信息接收平台实现信息帧的接收；

(2)信息分类模块采用改进型贝叶斯分类方法实现信息帧的分类；

(3)信息处理模块通过分层加密技术对所传输的信息帧进行加密；

(4)主控模块采用dsPIC30F4012芯片作为信息传输控制器；

(5)信息储存模块采用OPC存储服务器接收和存储所述信息处理模块解析的信息帧；

(6)信息传输与监测模块采用VxWorks驱动程序结构和CPCI备用通道驱动程序结构实现信息帧的传输及信息帧传输过程的监测；

(7)信息发送模块采用Cy2191T/2192T无线发射模块将所述通信网络客户端的信息帧以标准并行通信格式发送到所述通信网络服务端完成通信。

作为本发明进一步的技术方案，所述通信网络客户端与所述通信网络服务端通过通信网络建立连接，所述通信网络客户端向下位机服务端发送信息帧，所述网络通信系统通过所述下位机服务端接收的响应信息判断信息帧的传输结果。

作为本发明进一步的技术方案，所述通信中断原因包括输电线路中断和通信网络质量下降，所述输电线路中断的原因包括停电和电缆线路故障，所述通信网络质量下降的原因包括通信网络超负荷运转和通信不良。

作为本发明进一步的技术方案，所述网络通信系统采用软切换方法控制所述通信网络客户端切换网络通信模式，所述通信网络的导频信道通过转换PN序列偏移和保持载波频率不变实现通信无中断，所述网络通信系统采用平滑算法实现网络模式切换时PN序列偏移转换的平滑处理；

将信号帧传输时间段划分为小时隙记为T＝{t₀,t₁,...,t,...t_n}，以小时隙为时间单位对PN序列偏移转换平滑处理，所述平滑算法的输出函数公式为：

S_t＝α·y_t+(1-α)·S_t-1 (9)

在公式(9)中，S_t为t时刻PN序列偏移的平滑值，y_t为t时刻PN序列偏移的真实值，S_t-1为t-1时刻PN序列偏移的平滑值，α为平滑处理系数，利用均方差计算所述平滑处理系数α的输出函数公式为：

在公式(10)中，α为平滑处理系数，S₀为t₀时刻PN序列偏移的平滑值，y₀为t₀时刻PN序列偏移的真实值，信息帧传输信号变化幅度平稳时平滑处理参数α∈(0,0.2)，信息帧传输信号变化幅度剧烈时平滑处理参数α∈(0.6,1.0)，通过t₀、t₁和t₂时刻PN序列偏移真实值的算数平均值计算PN序列偏移平滑值的初始值，t₀时刻的PN序列偏移平滑值S₀的输出函数公式为：

在公式(11)中，S₀为t₀时刻的PN序列偏移平滑值，y₁表示t₁时刻PN序列偏移的真实值，y₂表示t₂时刻PN序列偏移的真实值。

积极有益效果

本发明能够实现网络通信模式的快速选择和稳定切换，通过多特征弹性算法Multi-FEA综合分析用户所处环境及实际操作的需要实现通信模式的快速选择，通过平滑算法实现在网络通信模式的无缝平滑切换，大大提高了网络通信的稳定性，提高了用户的体验感。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明一种双模通信网络的通信模式选择方法的整体架构示意图；

图2为本发明一种双模通信网络的通信模式选择方法中多特征弹性算法Multi-FEA的模型原理架构示意图；

图3为本发明一种双模通信网络的通信模式选择方法的信息传输系统的结构示意图；

图4为本发明一种双模通信网络的通信模式选择方法中平滑算法的模型原理架构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图4所示，一种双模通信网络的通信模式选择方法，包括以下步骤：

步骤1、网络通信系统根据用户所处环境及实际操作的需要实现通信网络客户端网络通信模式的选择；

在步骤1中，所述通信网络客户端通过双模通信网络实现与通信网络服务端通信，所述双模通信网络通信模式包括GSM网络通信模式和CDMA网络通信模式；

步骤2、所述通信网络客户端采用选择的网络通信模式基于所述网络通信系统实现向所述通信网络服务端的信息帧传输，所述网络通信系统包括信息接收模块、信息分类模块、信息处理模块、主控模块、信息储存模块、信息监控与传输模块、信息发送模块、USB接口和无线接口；

步骤3、所述通信网络客户端通过所述网络通信系统检测向所述通信网络服务端传输信息帧的结果，所述通信网络服务端接收到所述通信网络客户端传输的信息帧则发出响应信息，通信完成，所述通信网络服务端未接收到所述通信网络客户端传输的信息帧则无响应，通信中断，执行步骤4操作；

步骤4、所述网络通信系统根据用户所处环境、实际操作的需要及通信中断的原因切换网络通信模式，所述通信网络客户端采用相应网络通信模式向所述通信网络服务端重新传输信息帧；

步骤5、重复步骤3操作。

在上述步骤中，信息处理模块包括信息最优通信评估模块，其中所述信息最优通信评估模块包括通信节点最优接入控制模型、数据误检模型、维度转换模型和数据不间断检测模型，其中所述通信节点最优接入控制模型用于在信息处理时，通过不同数据信道的交互，提炼出数据信道中最佳数据节点，以选择出最佳通信方式；

数据误检模型用于检测输入数据信息中通信协议，以检测通信数据信息的干扰度，避免数据信息干扰，数据误检模型的工作方法是在数据误检模型的输入端引入Lagrange函数，对输入到数据误检模型中的多种数据信息进行数据信息转换，以对转换后的数据参数进行对偶计算，在对偶计算过程中，通过拓扑分析方式对数据通信状态进行监控，多种通信数据信息的进行协议转换，其中求偶函数为：

式(1)中，W(α,α^*)表示多种通信数据信息的求偶函数，α和α^*分别表示数据误检模型中两种不同通信协议参数，i和j分别表示多种通信数据信息中不同协议的数据节点，α_i表示在i节点下的数据节点，α_j表示在j节点下的数据节点，k表示节点的个数，和/>表示通信协议转换器，/>和/>与α_i和α_j的区别在于不同的通信协议和不同的数据节点，λ表示数据通信转换系数，y_i表示数据通信正确率，ε表示介于0和1之间的常数，将不同的通信协议参数映射到函数中进行数据信息计算，偶函数计算的约束函数为：

式(2)中，C表示为通信协议总量，则λ表示为：

通过回归数据函数对数据误检模型进行检测，检测函数为：

在公式(4)中，b表示余量常数；

维度转换模型用于将高维度通讯协议转换低维度通讯协议；

数据不间断检测模型用于24小时不间断检测数据通信信息。在具体实施例中，通信节点最优接入控制模型，比如可以通过控制器控制，讲不通的通信节点接入，通过匹配通信协议，在具体实施例中，通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统，要使其能协同工作实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则。不同的通信协议具有不同的通信规则、语法、语义，比如TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/Internet协议)、NetBEUI协议和IPX/SPX协议不同，这就需要匹配通信协议以提高不同通信协议匹配。

数据误检模型比如在存在诸如TCP/IP(Transport Control Protocol/InternetProtocol，传输控制协议/Internet协议)、NetBEUI协议和IPX/SPX协议时，具体实施例不局限于改实施例，在运行中很容易产生串扰和干扰等，通过数据误检检能够提高数据通信能力。

维度转换模型是将不同数据信息通信降低维度，比如通过降低通信方式可以实现。

数据不间断检测模型比如通过24小时不间监控以提高数据监控能力。异常检测状态是指在单次查询异常的检测过程中算法分析出的数据分布状态与统计信息。该状态决定了时序异常检测算法检测结果的精确性。不同场景中异常检测状态的影响能力或者程度不同。在不间断检测场景中为了保持异常检测算法的精确性，每次检测结束后，异常检测状态会保留一定的时间。算法的精确性会随着检测过程的进行而不断优化和提升，最终提供准确的检测结果。通过在时序数据不变的情况下，反复执行时序异常检测能够提高通信信息异常监测能力。

在上述实施例中，所述GSM网络通信模式采用时分多址的GSM网络通信系统实现一射频内八组信息帧通信，所述GSM网络通信系统采用具有语音、文字和数据通信功能的射频调试、多地址方式、语音编码、信道编码、数字信号处理、控制信道、保密和鉴权技术实现复杂环境的通信覆盖，所述CDMA网络通信模式采用码分多址的CDMA网络通信系统接收通信网络传输的信息并根据传输信息状态通过特殊代码实现信息分组，以获取有效通信信息，所述CDMA网络通信系统根据通信过程需要通过扩频技术实现网络数字连接向网络模拟连接的转化，以提高通信的可靠性。

在具体实施例中，当通信网络以所述GSM网络通信模式工作时，允许多个信息帧通过一个信道和频率集进行传送，多个通信网络客户端在不同的小时隙内使用相同的频率非连续地传输信息帧，因此在GSM网络通信模式工作时，网络通信模式更方便，当通信网络以所述CDMA网络通信模式工作时，实际上信道接收了网络中的所有信息，只有带特殊代码的信息才会被分组进行传输，接收时，只有确知其配给地址码的接收机，才能解调出相应的基带信号，而其他接收机因地址码不同，无法解调出信号。

在上述实施例中，所述通信模式的选择采用多特征弹性算法Multi-FEA实现用户所处环境及实际操作需要的变量选择和参数估计并建立多元特征信息参数模型为(X_i,y_i)，i＝1,2,...,n，其中X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ip)^T表示影响网络通信的多元特征参数矩阵，y_i为网络通信状况，X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ip)^T与y_i分别表示多元特征信息参数模型中所包含的自变量和因变量，多元特征信息参数模型输出函数公式为：

在公式(5)中，i表示通信网络客户端，δ为信息帧在传输过程中的信号损耗，β₁,β₂,...,β_p为通信网络中的用户，j为通信网络中的用户标识，j∈[1,p]，ε_i为随机扰动项，x_ij为影响网络通信的多元特征参数；

根据网络通信系统状态对影响网络通信的多元特征参数进行筛选，设置影响网络通信的参数阈值x₀，影响网络通信的多元特征参数x_ij＜x₀时，对应的影响网络通信的多元特征参数矩阵X_i被视为无影响变量从参数模型中删除，以提高网络通信模式的选择速度，影响网络通信的参数阈值x₀输出函数公式为：

在公式(6)中，n为影响网络通信的多元特征参数个数，x_ij为影响网络通信的多元特征参数，j为通信网络中的用户标识，j∈[1,p]；

从自变量参数X_i和因变量参数y_i方向分别定义所传输信息帧Q_ij的通信强度，其中从自变量参数X_i方向定义所传输信息帧Q_ij的通信强度向量dx_ij的输出函数公式为：

在公式(7)中，x_ij为多元特征信息参数模型(X_i,y_i)的自变量参数特征；

从因变量参数y_i方向定义所传输信息帧Q_ij的通信强度向量dy_i的输出函数公式为：

在公式(8)中，y_i为多元特征信息参数模型(X_i,y_i)的因变量参数特征；

根据信息帧通信强度向量dx_ij、dy_i和多元特征信息参数模型(X_i,y_i)选择合适的网络通信模式。

在具体实施例中，现有通信模式的选择方法仅根据停电状况和历史通信记录进行选择，没有考虑到复杂多变环境下通信模式的选择方法，所述多特征弹性算法Multi-FEA根据用户所处环境及实际操作的需要采用多特征选择的分析方法，对影响网络通信的多元特征进行筛选，大大简化了通信模式选择所需的计算量，提高网络通信的速度，增强参数模型的精确性。

在上述实施例中，所述网络通信系统模块的具体实现方法为：

(1)信息接收模块采用FPGA主控芯片和USB3.0接口芯片CYUSB3014作为接收装置的控制核心，所述接收装置与PC机构成高速信息接收平台实现信息帧的接收；

(2)信息分类模块采用改进型贝叶斯分类方法实现信息帧的分类；

(3)信息处理模块通过分层加密技术对所传输的信息帧进行加密；

(4)主控模块采用dsPIC30F4012芯片作为信息传输控制器；

(5)信息储存模块采用OPC存储服务器接收和存储所述信息处理模块解析的信息帧；

(6)信息传输与监测模块采用VxWorks驱动程序结构和CPCI备用通道驱动程序结构实现信息帧的传输及信息帧传输过程的监测；

(7)信息发送模块采用Cy2191T/2192T无线发射模块将所述通信网络客户端的信息帧以标准并行通信格式发送到所述通信网络服务端完成通信。

在具体实施例中，所述通信网络客户端传输的信息帧通过LVDS接口芯片转换为LVTTL电平后，输入到FPGA，由FPGA协同RAM完成信息的同步、解扰、译码后，通过GPIF-II通讯接口送入USB接口芯片，在USB接口芯片固件程序的调度下，实时向上位机传送信息；信息接收模块工作在slave模式下，通过USB口与上位PC机连接，上位PC机采用支持USB3.0接口的PC机，工作在host模式下，用于信息接收模块的识别、管理和信息吞吐。

在上述实施例中，所述通信网络客户端与所述通信网络服务端通过通信网络建立连接，所述通信网络客户端向下位机服务端发送信息帧，所述网络通信系统通过所述下位机服务端接收的响应信息判断信息帧的传输结果。

在具体实施例中，所述网络通信系统采用ICMP协议和网络连通性情况探测工具PING检测通信是否异常通过向对端主机发送ICMP ECHO请求消息并接收对端主机发送过来的ICMP ECHO应答消息来判断网络的可达性，PING默认发送四个信息包，每个信息包都有回显，能够看到接收时间等信息。

在上述实施例中，所述通信中断原因包括输电线路中断和通信网络质量下降，所述输电线路中断的原因包括停电和电缆线路故障，所述通信网络质量下降的原因包括通信网络超负荷运转和通信不良。

在具体实施例中，在所述通信网络客户端向所述通信网络服务端传输信息帧前先检测输电线路的状态，在检测到输电线路异常后，对输电线路进行修复，待输电线路恢复正常后，所述网络通信客户端采用重新选择的网络通信模式向所述通信网络服务端重新传输信息帧，若由于通信网络质量下降导致通信中断，则切换网络通信模式。

在上述实施例中，所述网络通信系统采用软切换方法控制所述通信网络客户端切换网络通信模式，所述通信网络的导频信道通过转换PN序列偏移和保持载波频率不变实现通信无中断，所述网络通信系统采用平滑算法实现网络模式切换时PN序列偏移转换的平滑处理；

将信号帧传输时间段划分为小时隙记为T＝{t₀,t₁,...,t,...t_n}，以小时隙为时间单位对PN序列偏移转换平滑处理，所述平滑算法的输出函数公式为：

S_t＝α·y_t+(1-α)·S_t-1 (9)

在公式(9)中，S_t为t时刻PN序列偏移的平滑值，y_t为t时刻PN序列偏移的真实值，S_t-1为t-1时刻PN序列偏移的平滑值，α为平滑处理系数，利用均方差计算所述平滑处理系数α的输出函数公式为：

在公式(10)中，α为平滑处理系数，S₀为t₀时刻PN序列偏移的平滑值，y₀为t₀时刻PN序列偏移的真实值，信息帧传输信号变化幅度平稳时平滑处理参数α∈(0,0.2)，信息帧传输信号变化幅度剧烈时平滑处理参数α∈(0.6,1.0)，通过t₀、t₁和t₂时刻PN序列偏移真实值的算数平均值计算PN序列偏移平滑值的初始值，t₀时刻的PN序列偏移平滑值S₀的输出函数公式为：

在公式(11)中，S₀为t₀时刻的PN序列偏移平滑值，y₁表示t₁时刻PN序列偏移的真实值，y₂表示t₂时刻PN序列偏移的真实值。

在具体实施例中，现有通信模式的选择方法在网络通信模式重新选择和切换时未考虑到通信的平滑度，存在一定的通信延迟，使得用户体验感差，所述软切换方法采用平滑算法对信号模式转换做平滑处理，提高网络通信的平稳性。多特征弹性算法Multi-FE在其他实施例汇中应用多特征融合的短文本分类模型(Multi-fea-ture fusion model,MFFM)。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、网络通信系统根据用户所处环境及实际操作的需要实现通信网络客户端网络通信模式的选择；

在步骤1中，所述通信网络客户端通过双模通信网络实现与通信网络服务端通信，所述双模通信网络通信模式包括GSM网络通信模式和CDMA网络通信模式；

步骤2、所述通信网络客户端采用选择的网络通信模式基于所述网络通信系统实现向所述通信网络服务端的信息帧传输，所述网络通信系统包括信息接收模块、信息分类模块、信息处理模块、主控模块、信息储存模块、信息监控与传输模块、信息发送模块、USB接口和无线接口；

步骤3、所述通信网络客户端通过所述网络通信系统检测向所述通信网络服务端传输信息帧的结果，所述通信网络服务端接收到所述通信网络客户端传输的信息帧则发出响应信息，通信完成，所述通信网络服务端未接收到所述通信网络客户端传输的信息帧则无响应，通信中断，执行步骤4操作；

步骤4、所述网络通信系统根据用户所处环境、实际操作的需要及通信中断的原因切换网络通信模式，所述通信网络客户端采用相应网络通信模式向所述通信网络服务端重新传输信息帧；

步骤5、重复步骤3操作；

在上述步骤中，信息处理模块包括信息最优通信评估模块，其中所述信息最优通信评估模块包括通信节点最优接入控制模型、数据误检模型、维度转换模型和数据不间断检测模型，其中所述通信节点最优接入控制模型用于在信息处理时，通过不同数据信道的交互，提炼出数据信道中最佳数据节点，以选择出最佳通信方式；

数据误检模型用于检测输入数据信息中通信协议，以检测通信数据信息的干扰度，避免数据信息干扰，数据误检模型的工作方法是在数据误检模型的输入端引入Lagrange函数，对输入到数据误检模型中的多种数据信息进行数据信息转换，以对转换后的数据参数进行对偶计算，在对偶计算过程中，通过拓扑分析方式对数据通信状态进行监控，多种通信数据信息的进行协议转换，其中求偶函数为：

式(1)中，W(α,α^*)表示多种通信数据信息的求偶函数，α和α^*分别表示数据误检模型中两种不同通信协议参数，i和j分别表示多种通信数据信息中不同协议的数据节点，α_i表示在i节点下的数据节点，α_j表示在j节点下的数据节点，k表示节点的个数，和/>表示通信协议转换器，/>和/>与α_i和α_j的区别在于不同的通信协议和不同的数据节点，λ表示数据通信转换系数，y_i表示数据通信正确率，ε表示介于0和1之间的常数，将不同的通信协议参数映射到函数中进行数据信息计算，偶函数计算的约束函数为：

式(2)中，C表示为通信协议总量，则λ表示为：

通过回归数据函数对数据误检模型进行检测，检测函数为：

在公式(4)中，b表示余量常数；

维度转换模型用于将高维度通讯协议转换低维度通讯协议。

2.数据不间断检测模型用于24小时不间断检测数据通信信息。根据权利要求1所述的一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：所述GSM网络通信模式采用时分多址的GSM网络通信系统实现射频内八组信息帧通信，所述GSM网络通信系统采用具有语音、文字和数据通信功能的射频调试、多地址方式、语音编码、信道编码、数字信号处理、控制信道、保密和鉴权技术实现复杂环境的通信覆盖，所述CDMA网络通信模式采用码分多址的CDMA网络通信系统接收通信网络传输的信息,并根据传输信息状态通过特殊代码实现信息分组，以获取有效通信信息，所述CDMA网络通信系统根据通信过程需要通过扩频技术实现网络数字连接向网络模拟连接的转化，以提高通信的可靠性。

3.根据权利要求1所述的一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：所述通信模式的选择采用多特征弹性算法Multi-FEA实现用户所处环境及实际操作需要的变量选择和参数估计并建立多元特征信息参数模型为(X_i,y_i)，i＝1,2,...,n，其中X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ip)^T表示影响网络通信的多元特征参数矩阵，y_i为网络通信状况，X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ip)^T与y_i分别表示多元特征信息参数模型中所包含的自变量和因变量，多元特征信息参数模型输出函数公式为：

在公式(5)中，i表示通信网络客户端，δ为信息帧在传输过程中的信号损耗，β₁,β₂,...,β_p为通信网络中的用户，j为通信网络中的用户标识，j∈[1,p]，ε_i为随机扰动项，x_ij为影响网络通信的多元特征参数；

根据网络通信系统状态对影响网络通信的多元特征参数进行筛选，设置影响网络通信的参数阈值x₀，影响网络通信的多元特征参数x_ij＜x₀时，对应的影响网络通信的多元特征参数矩阵X_i被视为无影响变量从参数模型中删除，以提高网络通信模式的选择速度，影响网络通信的参数阈值x₀输出函数公式为：

在公式(6)中，n为影响网络通信的多元特征参数个数，x_ij为影响网络通信的多元特征参数，j为通信网络中的用户标识，j∈[1,p]；

从自变量参数X_i和因变量参数y_i方向分别定义所传输信息帧Q_ij的通信强度，其中从自变量参数X_i方向定义所传输信息帧Q_ij的通信强度向量dx_ij的输出函数公式为：

在公式(7)中，x_ij为多元特征信息参数模型(X_i,y_i)的自变量参数特征；

从因变量参数y_i方向定义所传输信息帧Q_ij的通信强度向量dy_i的输出函数公式为：

在公式(8)中，y_i为多元特征信息参数模型(X_i,y_i)的因变量参数特征；

根据信息帧通信强度向量dx_ij、dy_i和多元特征信息参数模型(X_i,y_i)选择合适的网络通信模式。

4.根据权利要求1所述的一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：所述网络通信系统模块的具体实现方法为：

(1)信息接收模块采用FPGA主控芯片和USB3.0接口芯片CYUSB3014作为接收装置的控制核心，所述接收装置与PC机构成高速信息接收平台实现信息帧的接收；

(2)信息分类模块采用改进型贝叶斯分类方法实现信息帧的分类；

(3)信息处理模块通过分层加密技术对所传输的信息帧进行加密；

(4)主控模块采用dsPIC30F4012芯片作为信息传输控制器；

(5)信息储存模块采用OPC存储服务器接收和存储所述信息处理模块解析的信息帧；

(6)信息传输与监测模块采用VxWorks驱动程序结构和CPCI备用通道驱动程序结构实现信息帧的传输及信息帧传输过程的监测；

(7)信息发送模块采用Cy2191T/2192T无线发射模块将所述通信网络客户端的信息帧以标准并行通信格式发送到所述通信网络服务端完成通信。

5.根据权利要求1所述的一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：所述通信网络客户端与所述通信网络服务端通过通信网络建立连接，所述通信网络客户端向下位机服务端发送信息帧，所述网络通信系统通过所述下位机服务端接收的响应信息判断信息帧的传输结果。

6.根据权利要求1所述的一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：所述通信中断原因包括输电线路中断和通信网络质量下降，所述输电线路中断的原因包括停电和电缆线路故障，所述通信网络质量下降的原因包括通信网络超负荷运转和通信不良。

7.根据权利要求4所述的一种双模通信网络的通信模式选择方法，其特征在于：所述网络通信系统采用软切换方法控制所述通信网络客户端切换网络通信模式，所述通信网络的导频信道通过转换PN序列偏移和保持载波频率不变实现通信无中断，所述网络通信系统采用平滑算法实现网络模式切换时PN序列偏移转换的平滑处理；

将信号帧传输时间段划分为小时隙记为T＝{t₀,t₁,...,t,...t_n}，以小时隙为时间单位对PN序列偏移转换平滑处理，所述平滑算法的输出函数公式为：

S_t＝α·y_t+(1-α)·S_t-1 (9)

在公式(9)中，S_t为t时刻PN序列偏移的平滑值，y_t为t时刻PN序列偏移的真实值，S_t-1为t-1时刻PN序列偏移的平滑值，α为平滑处理系数，利用均方差计算所述平滑处理系数α的输出函数公式为：

在公式(10)中，α为平滑处理系数，S₀为t₀时刻PN序列偏移的平滑值，y₀为t₀时刻PN序列偏移的真实值，信息帧传输信号变化幅度平稳时平滑处理参数α∈(0,0.2)，信息帧传输信号变化幅度剧烈时平滑处理参数α∈(0.6,1.0)，通过t₀、t₁和t₂时刻PN序列偏移真实值的算数平均值计算PN序列偏移平滑值的初始值，t₀时刻的PN序列偏移平滑值S₀的输出函数公式为：

在公式(11)中，S₀为t₀时刻的PN序列偏移平滑值，y₁表示t₁时刻PN序列偏移的真实值，y₂表示t₂时刻PN序列偏移的真实值。