[发明专利]一种基于通信网络的信号分析与预测系统及方法

说明书

本发明涉及通信网络技术领域，更具体的说是涉及一种基于通信网络的信号分析与预测系统及方法。主要实现以下功能：采集与上报应急机动通信网络中无线通信设备信号参数数据；对海量的电磁信号数据进行挖掘与分析形成多维度的电磁信号通信云图，并将云图与地图结合做上次应用设计；计算分析电磁信号按地域的衰减程度，初步估测干扰范围，干扰源方向。该方法的有益效果是能够摸清应急网络在各个地域的通信实力底数，摸清任务区域电磁环境、发现通信干扰源等。

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，更具体的说是涉及一种基于通信网络的信号分析与预测系统及方法。

背景技术

目前，无线电被广泛使用，形成了军用、民用以及商业等跨领域纬度的电磁活动，在各个领域中还存在烟囱式的无线电规划等问题，以及气象、电磁干扰设备、人工操作等对无线电的干扰，使得各个地域内的电磁环境极度复杂，差异化明显，并且电磁活动会呈现无规律性的持续变化特征。

当前，有许多通信网络都是异构形的通信网络，比如典型的军事通信、应急通信网络。本专利依托应急通信网络为背景进行研究，在应急通信网络无线电的使用过程中，最好的情况下，是对每个地域的电磁态势进行监控掌握，但是为什么频率监测设备不能很好的在应急通信网络中广泛使用啦，主要有三个原因具体如下：

原因一是频率监测设备监测的频谱图，需要专业人员才能看懂，非专业的人员无法有效的分析频谱，从中了解电磁的特点并做出通信信号改进。

原因二是频率监测设备主机大，在应急通信车辆等平台上，需要较大的电源和需要对车辆进行改造，车内加装机箱，车顶加装天线，车内连接线缆。在这个改造过程中还需要考虑电磁干扰、防水、防护等问题，因此可实施性并不强。

原因三是频率监测设备造价高昂，一般用于军用环境，其一般在抗震、防水、防高低温上做了严格质量控制，价格可达数十到数百万。

为了能够对各地域各时域的设备通信信号质量、通信能力参数进行全面监控，实现网络动态调整与重组。

在当前应急通信网络的机动通信背景下，基于现有网络的硬件实现对任务保障区域内网络通信效能信息的有效掌握，以支撑动态调整网络的部署组成或网络内设备的参数信息，提供针对无线电信号的各种上层应用，保证通信网络的建立和使用更为科学标准，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于通信网络的信号分析与预测系统及方法，主要实现以下功能：采集与上报应急机动通信网络中无线通信设备信号参数数据；对海量的电磁信号数据进行挖掘与分析形成多维度的电磁信号通信云图，并将该图传输给应急通信网络的通信节点；结合地理信息系统及各个通信节点的通信能力，能够完成目标任务区域导航的通信云图生成，以及生成车队型机动过程的车速、方向信息，来保证车队机动过程的运行通信；计算分析电磁信号按地域的衰减程度，初步估测干扰范围，干扰源方向。通过该方法最终摸清应急设备通信实力底数，摸清任务区域电磁环境、发现通信干扰源。具体技术发明方案如下：

本发明中的一种基于通信网络的信号分析与预测系统由信号分析预测中心、信号分析预测终端、交换路由设备、通信传输设备组成。

信号分析预测中心在应急通信网络中部署在通信网络指挥控制决策办公场所中，其主要技术特征及功能如下：收集各个通信节点的通信信号参数数据，并根据此数据生成通信云图；信号分析预测中心包含了与地理信息系统的接口，可以向地理信息系统发送起始结束点信息，并获得机动线路，并能跟在该线路上叠加电磁信号的分析数据，最终发送给信号分析预测终端；信号分析预测中心能够根据地形信息，控制车队之间行车的车速，车体位置等信息；信号分析预测中心能够对干扰源方向做简单初步的判定。

信号分析预测终端在应急通信网络中完成通信节点信息的采集，与接收和显示信号分析预测中心下发的通信云图、路径导航、干扰源预测信息。