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专利号: 2021110240196
申请人: 成都航空职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于无线通信的多功能电子系统,其特征在于,包括:

信号采集发射端(1),用于采集数据;

数据接收平台(2),用于通过无线通信方式接收所述信号采集发射端(1)发出的采集数据;

多个无线中继器(3),分别依次部署在所述信号采集发射端(1)与所述数据接收平台(2)之间,用于将所述信号采集发射端(1)发出的采集数据通过多个所述无线中继器(3)的转发,且通过无线通信方式发送至所述数据接收平台(2);

拓扑网数据传输系统(4),用于建立多个所述无线中继器(3)之间的数据传输线路;

采集点定位系统(5),安装在所述信号采集发射端(1)内,用于确定所述信号采集发射端(1)的采集位置;

所述数据接收平台(2)通过所述采集点定位系统(5)确定所述信号采集发射端(1)的实际位置,所述数据接收平台(2)根据所述实际位置选择作为通讯起始点的所述无线中继器(3),且按照所述拓扑网数据传输系统(4)确定参与无线通信的所述无线中继器(3)以组成数据传输线路,所述信号采集发射端(1)的采集数据通过多级转载发送至所述数据接收平台(2);

所述数据接收平台(2)实时收集所述信号采集发射端(1)的采集环境因素,并根据所述采集环境因素将所述数据转发无线通信模式转换为直接无线通信传输模式,所述采集环境因素包括风力和雨量;

所述数据接收平台(2)内设有环境分析模型,所述环境分析模型用于确定所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述采集环境因素之间的对应关系,并确定当前的所述采集环境因素延迟所述直接无线通信传输模式的延时通讯时长;

所述数据接收平台(2)在所述信号采集发射端(1)的延时通讯时长低于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时,转换为所述直接无线通信传输模式进行数据传输,所述数据接收平台(2)在所述信号采集发射端(1)的延时通讯时长大于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时,转换为所述数据转发无线通信模式进行数据传输;

所述数据接收平台(2)还设置有数据修正单元,所述数据修正单元用于对接收到的所述信号采集发射端(1)的传输数据进行修正以排除采集环境的干扰,其中,所述数据修正单元包括修正器确定单元和在线修正单元,所述修正器确定单元用于确定传输数据的环境干扰修正函数,所述在线修正单元用于对所述传输数据环境干扰的修正实现信号采集发射端到数据接收平台的无损传输;

其中,利用修正器确定单元确定传输数据的环境干扰修正函数,包括:

在所述信号采集发射端布设测试信号源,并同步记录测试信号源的多组测试发射信号和数据接收平台接收到的与多组测试发射信号对应的多组测试传输信号;

将多组所述测试发射信号和多组测试传输信号分别作为卷积神经网络的输出项和输入项进行卷积学习,得到测试发射信号和测试传输信号的第一非线性映射函数以及环境干扰修正函数,所述第一非线性映射函数公式为Out=F(in),所述环境干扰修正函数为O=F(I),式中,Out表征为测试发射信号向量,in表征为测试传输信号向量,O表征为修正后的修正传输数据,I表征为传输数据,F表征为第一非线性映射函数体;

将所述传输数据输入至环境干扰修正函数O=F(I),输出去除环境干扰量的修正传输数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线通信的多功能电子系统,其特征在于:所述数据接收平台(2)接收所述信号采集发射端(1)的传输数据的模式分为两种数据传输模式,分别为直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式;所述直接无线通信传输模式的通讯时长低于所述数据转发无线通信模式的的通讯时长;

所述数据接收平台(2)选择所述直接无线通信传输模式时,暂停所述无线中继器(3)的无线通信功能,且启动与所述信号采集发射端(1)直接无线通讯的端口,所述数据接收平台(2)选择所述数据转发无线通信模式时,启动所述无线中继器(3)的无线通信功能,启动与所述无线中继器(3)无线通讯的端口,且关闭与所述信号采集发射端(1)直接无线通讯的端口。

3.根据权利要求2所述的一种用于无线通信的多功能电子系统,其特征在于:所述数据接收平台(2)内设有直接通信时间计算单元(21)以及数据转发通信时间计算单元(22),所述直接通信时间计算单元(21)根据所述信号采集发射端(1)发送所述采集数据的发送时间点以及所述数据接收平台(2)实际接收所述采集数据的接收时间点,计算所述直接无线通信传输模式的通讯时长;

所述数据转发通信时间计算单元(22)根据所述采集点定位系统(5)确定所述信号采集发射端(1)的位置,且确定组成所述数据转发无线通信模式的数据传输线路的所述无线中继器(3)的个数,并根据无线中继器(3)的个数计算所述数据转发无线通信模式的通讯时长;

当所述直接无线通信传输模式的通讯时长大于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时,所述数据接收平台(2)将所述直接无线通信传输模式转换为所述数据转发无线通信模式。

4.根据权利要求1所述的一种用于无线通信的多功能电子系统,其特征在于:所述数据接收平台(2)根据所述采集点定位系统(5)确定所述信号采集发射端(1)的位置,并根据所述信号采集发射端(1)的位置转换所述直接无线通信传输模式;

所述数据接收平台(2)将所述信号采集发射端(1)的位置与最靠近所述数据接收平台(2)的所述无线中继器(3)的位置进行对比,当所述信号采集发射端(1)的位置小于最靠近所述数据接收平台(2)的所述无线中继器(3)的位置时,所述数据接收平台(2)仍然使用所述直接无线通信传输模式。

5.根据权利要求1所述的一种用于无线通信的多功能电子系统,其特征在于:所述数据接收平台(2)将所述直接通信时间计算单元(21)计算的所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述环境分析模型计算的延时通讯时长进行对比,以校正所述环境分析模型,直至所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述环境分析模型计算的延时通讯时长相同。

6.一种基于权利要求1‑5任一项所述的用于无线通信的多功能电子系统的通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤100、实时监控信号采集发射端的采集环境,且搭建信号采集发射端与数据接收平台之间的直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式的通信场景,其中,所述采集环境为影响所述直接无线通信传输模式的通讯时长的环境因素;

步骤200、根据采集环境计算所述直接无线通信传输模式的预算传输时长,且根据所述信号采集发射端的位置确定参与数据转发无线通信模式的数据传输线路的无线中继器个数,并根据无线中继器个数确定所述数据转发无线通信模式的通讯时长;

步骤300、对比所述预算传输时长和所述数据转发无线通信模式的通讯时长,且根据对比结果选择直接无线通信传输模式或数据转发无线通信模式,并利用所述数据修正单元对传输数据进行在线修正。

7.根据权利要求6所述的一种用于无线通信的多功能电子系统的通信方法,其特征在于,所述步骤300中,所述传输数据的在线修正方法还包括:利用在线修正单元确定修正传输数据的缺失项修正函数,包括:

为所述修正传输数据添加采集时序属性,并依采集时序链接构成传输时序数据;

将所述修正传输时序数据中前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据分别作为卷积神经网络的输入项和输出项进行时序卷积学习,得到前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据的第二非线性映射函数以及缺失项修正函数,所述第二非线性映射函数的公式为Ot后=G(Ot前),所述缺失项修正函数的公式为Ot缺失=G(Ot缺失前),式中,Ot后表征为后时序段的修正传输数据,Ot前表征为前时序段的修正传输数据,Ot缺失表征为缺失项的修正传输数据,Ot缺失前表征为缺失项的前置时序的修正传输数据,G表征为第二非线性映射函数体;

将修正传输时序数据的缺失项所在时序的前置时序处修正传输数据输入至缺失项修正函数Ot缺失=G(Ot缺失前),输出表征缺失项的修正传输数据,实现缺失项的修正。