本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著社會和科技的快速發(fā)展,數(shù)字無線電通信技術(shù)已經(jīng)迅速投入到多個應(yīng)用領(lǐng)域中。
但是傳統(tǒng)的數(shù)字無線通信線路控制系統(tǒng)中存在以下不足:一是無法對接收的射頻信號進(jìn)行有效地處理和分析,導(dǎo)致在一段波段內(nèi)的射頻號都能通過,使得通信指令遭到一定的干擾;二是在電路系統(tǒng)通過會受到電子元件產(chǎn)生的干擾,導(dǎo)致系統(tǒng)的準(zhǔn)確性不足;三是無法將干擾的射頻信號有效地存儲,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行的效率大大減低,每次都需要進(jìn)行信號的鑒別和處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的通信指令遭到干擾,內(nèi)部系統(tǒng)受到電磁干擾和工作效率低、智能化程度低的技術(shù)問題而提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng),所述該基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)包括:
用于輸入通信指令的輸入裝置;所述輸入裝置通過內(nèi)置的信號接收模塊接收通信指令的離散信號向量并進(jìn)行非線性變換得到酉變換矩陣
在從所述能量特征譜中獲取決策平面之前,需對所述能量特征譜進(jìn)行滑動平均處理;從所述能量特征譜中提取特征向量的方法具體包括:1)獲取信號:通過信號接收模塊裝配的傳感器采集數(shù)據(jù)并對信號進(jìn)行放大處理;2)信號進(jìn)行分段處理:即從每段信號里提取出均值、方差、信號的累積值和峰值四個基本時域參數(shù),通過相鄰段信號的四個參數(shù)值的差值判斷是否有疑似錯誤的情況發(fā)生的第一層決策判斷:若有則往下執(zhí)行步驟3)小波包去噪,否者,跳到執(zhí)行獲取信號;3)小波包去噪:即利用改進(jìn)小波包算法對采集的信號進(jìn)行去噪;4)小波包分解與重構(gòu):即利用改進(jìn)小波包算法對采集的信號進(jìn)行小波包分解與重構(gòu),得到單子帶重構(gòu)信號;5)提取信號特征參數(shù);即從重構(gòu)的單子帶信號里提取:時域能量、時域峰值、頻域能量、頻域峰值、峰態(tài)系數(shù)、方差、頻譜和偏斜系數(shù)八個表示信號特征的參數(shù);6)組成特征向量:即利用主成分分析方法,結(jié)合實驗分析,從上述參數(shù)中選擇三到八個能明顯表示聲發(fā)射信號特征的參數(shù)組成特征向量,并將這些特征向量輸入到支持向量機(jī)進(jìn)行決策判斷,即第二層決策判斷,根據(jù)支持向量機(jī)的輸出判斷是否有錯誤發(fā)生;所述小波包去噪和小波包分解與重構(gòu)包括:(1)信號延拓,對小波包分解的各層信號進(jìn)行拋物線延拓;(2)設(shè)信號數(shù)據(jù)為x(a),x(a+1),x(a+2),則延拓算子e的表達(dá)式為:
與輸入裝置有線連接,用于對通信指令進(jìn)行分析和處理的單片機(jī);所述單片機(jī)用于歸一化混合矩陣列向量估計時頻域跳頻源信號,具體步驟如下:
第一步,對所有采樣時刻索引p判斷該時刻索引屬于哪一跳,具體方法為:如果
第二步,對第l(l=1,2,…)跳的所有時刻pl,估計該跳各跳頻源信號的時頻域數(shù)據(jù),計算公式如下:
與單片機(jī)有線連接,用于發(fā)射和接收射頻信號的射頻頭;
與單片機(jī)有線連接,用于對接收的射頻信號進(jìn)行鑒別的信號鑒別器;
與單片機(jī)有線連接,用于對接收的射頻信號進(jìn)行分析處理的信號處理器;
所述信號處理器進(jìn)行信號間干擾關(guān)系分析的方法包括以下步驟:
步驟一,確定干擾信號在無線信號領(lǐng)域上的若干特征參數(shù)cp,并基于特征參數(shù)形成對應(yīng)的干擾空間模型,基于建立的干擾空間模型,確定待分析的干擾信號特征矢量
步驟二,基于干擾空間模型,針對干擾信號特征矢量
步驟三,定義位移矢量
其中prj(·)算子表示針對某一cp維度的投影運(yùn)算;
步驟四,定義干擾信號對參照信號的干擾狀態(tài)為s,用以表示干擾信號對參照信號的干擾關(guān)系;
步驟五,在已經(jīng)形成干擾的前提下,首先需要選取并確定干擾作用參數(shù)ep,對于干擾信號而言,參數(shù)通常為信號功率p或者能量e;
步驟六,定義干擾信號對參照信號的干擾程度為g,用以衡量干擾信號對參照信號的干擾影響程度;
與單片機(jī)有線連接,用于消除干擾訊號的濾波模塊;
與單片機(jī)有線連接,用于顯示接收信息的顯示裝置;
與單片機(jī)通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換的云服務(wù)器;
與單片機(jī)通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于遠(yuǎn)程通訊的外部設(shè)備。
進(jìn)一步,還包括與單片機(jī)有線連接的電源模塊,用于提供電源;所述顯示裝置上安裝有警示燈,警示燈與單片機(jī)有線連接。
進(jìn)一步,得到單子帶重構(gòu)信號方法包括:
將得到的高、低頻系數(shù)進(jìn)行上采樣,然后分別與高通重建濾波器g1和低通重建濾波器h1卷積,將得到的信號分別用hf-cut-if、lf-cut-if算子處理,得到單子帶重構(gòu)信號。
進(jìn)一步,所述輸入裝置還包括信號輸入模塊,所述信號輸入模塊與信號采集模塊信號連接;信號輸入模塊的信號輸入模型表示為:
r(t)=x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)
其中,xi(t)為時頻重疊的離散信號的各個信號分量,各分量信號獨(dú)立不相關(guān),n為時頻重疊的離散信號分量的個數(shù),θki表示對各個信號分量載波相位的調(diào)制,fci為載波頻率,aki為第i個信號在k時刻的幅度,tst為碼元長度,pi(t)為滾降系數(shù)為α的升余弦成形濾波函數(shù),且
進(jìn)一步,所述外部設(shè)備設(shè)置有移動終端;所述移動終端包括:
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊,用于從運(yùn)營商服務(wù)器下載被公鑰加密后的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù);
密鑰庫,用于存儲與所述運(yùn)營商服務(wù)器的公鑰相匹配的私鑰;
運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫,用于存儲網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù);
分別與所述密鑰庫、所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫和所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊相連接的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)認(rèn)證模塊,用于獲取所述密鑰庫中與所述公鑰所對應(yīng)的私鑰,通過所述私鑰對加密后的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行解密,并對解密后的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證,認(rèn)證通過后將網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)存入運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫中。
進(jìn)一步,所述的移動終端還包括:
與所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫相連接的鑒權(quán)模塊,用于使用所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫中的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)完成鑒權(quán)請求;
與所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫相連接的網(wǎng)絡(luò)選擇模塊,用于設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù);
分別與所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊、所述鑒權(quán)模塊和所述網(wǎng)絡(luò)選擇模塊相連接的命令解釋模塊,用于解釋來自所述移動終端的命令,并將解釋后的命令發(fā)送至對應(yīng)的功能模塊內(nèi);與所述命令解釋模塊相連接的接口通信模塊,用于與所述移動終端進(jìn)行通信。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊,同時將運(yùn)行數(shù)據(jù)以及發(fā)射和接收的信息進(jìn)行有效存儲,利用信號鑒別器、信號處理器和濾波模塊使得通信更加精準(zhǔn)。
本發(fā)明輸入裝置的信號輸入方法和信號接收方法,充分保證了接受的信號的準(zhǔn)確度,比現(xiàn)有技術(shù)的準(zhǔn)確度提高了56%,提高了4%-6%。本發(fā)明的外部設(shè)備通過移動終端的安全認(rèn)證和鑒別,充分保證了基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)的通訊安全。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)的原理框圖;
圖2是本發(fā)明實施例提供的外部設(shè)備示意圖。
圖中:1、輸入裝置;2、單片機(jī);3、射頻頭;4、信號鑒別器;5、信號處理器;6、濾波模塊;7、顯示裝置;8、云服務(wù)器;9、外部設(shè)備;9-1、移動終端;9-1-1、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊;9-1-2、密鑰庫;9-1-3、運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫;9-1-4、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)認(rèn)證模塊;9-1-5、鑒權(quán)模塊;9-1-6、網(wǎng)絡(luò)選擇模塊;9-1-7、命令解釋模塊;9-1-8、接口通信模塊;10、電源模塊。
具體實施方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效,茲例舉以下實施例,并配合附圖詳細(xì)說明如下。
下面結(jié)合圖1對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。
該基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字無線電通信線路控制系統(tǒng)包括:
用于輸入通信指令的輸入裝置1;所述輸入裝置通過內(nèi)置的信號接收模塊接收通信指令的離散信號向量并進(jìn)行非線性變換得到酉變換矩陣
在從所述能量特征譜中獲取決策平面之前,需對所述能量特征譜進(jìn)行滑動平均處理;所述提取的特征向量方法具體包括:1)獲取信號:通過信號接收模塊裝配的傳感器采集數(shù)據(jù)并對信號進(jìn)行放大處理;2)信號進(jìn)行分段處理:即從每段信號里提取出均值、方差、信號的累積值和峰值四個基本時域參數(shù),通過相鄰段信號的四個參數(shù)值的差值判斷是否有疑似錯誤的情況發(fā)生的第一層決策判斷:若有則往下執(zhí)行步驟小波包去噪,否者,跳到執(zhí)行獲取信號;3)小波包去噪:即利用改進(jìn)小波包算法對采集的信號進(jìn)行去噪;4)小波包分解與重構(gòu):即利用改進(jìn)小波包算法對采集的信號進(jìn)行小波包分解與重構(gòu),得到單子帶重構(gòu)信號;5)提取信號特征參數(shù);即從重構(gòu)的單子帶信號里提?。簳r域能量、時域峰值、頻域能量、頻域峰值、峰態(tài)系數(shù)、方差、頻譜和偏斜系數(shù)八個表示信號特征的參數(shù);6)組成特征向量:即利用主成分分析方法,結(jié)合實驗分析,從上述參數(shù)中選擇三到八個能明顯表示聲發(fā)射信號特征的參數(shù)組成特征向量,并將這些特征向量輸入到支持向量機(jī)進(jìn)行決策判斷,即第二層決策判斷,根據(jù)支持向量機(jī)的輸出判斷是否有錯誤發(fā)生;所述小波包去噪和小波包分解與重構(gòu)包括:(1)信號延拓,對小波包分解的各層信號進(jìn)行拋物線延拓;(2)設(shè)信號數(shù)據(jù)為x(a),x(a+1),x(a+2),則延拓算子e的表達(dá)式為:
與輸入裝置1有線連接,用于對通信指令進(jìn)行分析和處理的單片機(jī)2;
與單片機(jī)2有線連接,用于發(fā)射和接收射頻信號的射頻頭3;
與單片機(jī)2有線連接,用于對接收的射頻信號進(jìn)行鑒別的信號鑒別器4;
與單片機(jī)2有線連接,用于對接收的射頻信號進(jìn)行分析處理的信號處理器5;
與單片機(jī)2有線連接,用于消除干擾訊號的濾波模塊6;
與單片機(jī)2有線連接,用于顯示接收信息的顯示裝置7;
與單片機(jī)2通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換的云服務(wù)器8;
與單片機(jī)2通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于遠(yuǎn)程通訊的外部設(shè)備9。
進(jìn)一步,所述電源模塊10與單片機(jī)2有線連接,用于提供電源。
進(jìn)一步,所述顯示裝置7上安裝有警示燈,警示燈與單片機(jī)2有線連接。
得到單子帶重構(gòu)信號方法包括:
將得到的高、低頻系數(shù)進(jìn)行上采樣,然后分別與高通重建濾波器g1和低通重建濾波器h1卷積,將得到的信號分別用hf-cut-if、lf-cut-if算子處理,得到單子帶重構(gòu)信號。
進(jìn)一步,所述輸入裝置還包括信號輸入模塊,所述信號輸入模塊與信號采集模塊信號連接;信號輸入模塊的信號輸入模型表示為:
r(t)=x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)
其中,xi(t)為時頻重疊的離散信號的各個信號分量,各分量信號獨(dú)立不相關(guān),n為時頻重疊的離散信號分量的個數(shù),θki表示對各個信號分量載波相位的調(diào)制,fci為載波頻率,aki為第i個信號在k時刻的幅度,tsi為碼元長度,pi(t)為滾降系數(shù)為α的升余弦成形濾波函數(shù),且
所述單片機(jī)歸一化混合矩陣列向量估計時頻域跳頻源信號,具體步驟如下:
第一步,對所有采樣時刻索引p判斷該時刻索引屬于哪一跳,具體方法為:如果
第二步,對第l(l=1,2,…)跳的所有時刻pl,估計該跳各跳頻源信號的時頻域數(shù)據(jù),計算公式如下:
所述信號處理器信號間干擾關(guān)系分析方法包括以下步驟:
步驟一,確定干擾信號在無線信號領(lǐng)域上的若干特征參數(shù)cp,并基于特征參數(shù)形成對應(yīng)的干擾空間模型,基于建立的干擾空間模型,確定待分析的干擾信號特征矢量
步驟二,基于干擾空間模型,針對干擾信號特征矢量
步驟三,定義位移矢量
其中prj(·)算子表示針對某一cp維度的投影運(yùn)算;
步驟四,定義干擾信號對參照信號的干擾狀態(tài)為s,用以表示干擾信號對參照信號的干擾關(guān)系;
步驟五,在已經(jīng)形成干擾的前提下,首先需要選取并確定干擾作用參數(shù)ep,對于干擾信號而言,參數(shù)通常為信號功率p或者能量e;
步驟六,定義干擾信號對參照信號的干擾程度為g,用以衡量干擾信號對參照信號的干擾影響程度。
如圖2所示,所述外部設(shè)備9設(shè)置有移動終端9-1;所述移動終端包括:
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊9-1-1,用于從運(yùn)營商服務(wù)器下載被公鑰加密后的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù);
密鑰庫9-1-2,用于存儲與所述運(yùn)營商服務(wù)器的公鑰相匹配的私鑰;
運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫9-1-3,用于存儲網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù);
分別與所述密鑰庫、所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫和所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊相連接的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)認(rèn)證模塊9-1-4,用于獲取所述密鑰庫中與所述公鑰所對應(yīng)的私鑰,通過所述私鑰對加密后的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行解密,并對解密后的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)證,認(rèn)證通過后將網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)存入所示運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫中。
進(jìn)一步,所述的移動終端還包括:
與所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫相連接的鑒權(quán)模塊9-1-5,用于使用所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫中的網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)完成鑒權(quán)請求;
與所述運(yùn)營商數(shù)據(jù)庫相連接的網(wǎng)絡(luò)選擇模塊9-1-6,用于通過設(shè)置所述網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù);
分別與所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載模塊、所述鑒權(quán)模塊和所述網(wǎng)絡(luò)選擇模塊相連接的命令解釋模塊9-1-7,用于解釋來自所述移動終端的命令,并將解釋后的命令發(fā)送至對應(yīng)的功能模塊內(nèi);
與所述命令解釋模塊相連接的接口通信模塊9-1-8,用于與所述移動終端進(jìn)行通信。
下面結(jié)合工作原理對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的描述。
通過輸入裝置1輸入通信信息,射頻頭3發(fā)射射頻信號,單片機(jī)2通過射頻頭3將通信信息發(fā)送到另外一個接收終端中,該另一個接收終端中的射頻頭3接收射頻信號,單片機(jī)2利用信號鑒別器4和信號處理器5對接收的射頻信號進(jìn)行鑒別、分析和處理,導(dǎo)出有效地射頻信號,提高系統(tǒng)通信的準(zhǔn)確性,利用濾波模塊6消除系統(tǒng)內(nèi)的電磁干擾,進(jìn)一步提高系統(tǒng)通信的準(zhǔn)確性,利用云服務(wù)器8將運(yùn)行數(shù)據(jù)、發(fā)射和接收的信息以及干擾射頻信號進(jìn)行有效存儲,提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改,等同變化與修飾,均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。