基于无线信息质量评估的电磁波调控方法及系统

本发明涉及电磁波调控，尤其涉及一种基于无线信息质量评估的电磁波调控方法及系统。

背景技术：

1、海洋占了地球表面积三分之二以上的区域，对海洋、湖泊等水下区域无线通信的积极探索不仅有利于开采水下所蕴含的丰富资源，也有利于国防建设。水下通信可分为有线通信与无线通信，其中水下无线通信是水下通信技术的重要组成部分。众所周知，无线电通信是现代通信系统的重要组成部分，无线电通信具有可靠性高、通信延迟低、传输距离远、费用低等优点，但是无线电通信在水下通信系统中却受到诸多的限制，这是因为水是导电媒质，电磁波在水中的传播衰减很大，且频率越高衰减越大，因而水下无线电通信主要采用低频电磁波，所以应用于水下通信的无线电设备体积大、重量大，加之水下电磁波传播衰减大，导致距信号源较远处信号弱而难以检测有用信号，这些因素极大地限制了电磁波在水下通信的应用。针对于此，由于环境因子的发生变化导致了水的导电率、磁导率发生一定的变化，当参数不能够及时调整时，就会导致设备在水下通信产生了断开联系，如何维持通信设备之间的通信，是保证探测设备安全的重要保障。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于无线信息质量评估的电磁波调控方法及系统。

2、为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明第一方面提供了一种基于无线信息质量评估的电磁波调控方法，包括以下步骤：

4、获取当前信息传输场景的环境因子数据，并根据所述当前信息传输场景的环境因子数据构建传输介质变化预测模型，通过所述传输介质变化预测模型获取当前信息传输场景的信息传输介质数值；

5、根据所述取当前信息传输场景的信息传输介质数值获取预设时间之内电磁波的衰落系数，并根据所述预设时间之内电磁波的衰落系数生成预设时间之内的无线信息传输质量评估结果；

6、预设质量评估隶属度阈值，根据所述质量评估隶属度阈值以及预设时间之内的无线信息传输质量评估结果，生成相关的电磁波调控参数；

7、获取通信设备的参数调控阈值范围，若所述相关的电磁波调控参数不在通信设备的参数调控阈值范围时，生成相关的信息传输计划。

8、进一步的，在本方法中，获取当前信息传输场景的环境因子数据，并根据所述当前信息传输场景的环境因子数据构建传输介质变化预测模型，通过所述传输介质变化预测模型获取当前信息传输场景的信息传输介质数值，具体包括：

9、通过大数据获取各环境因子数据之下的电磁波传输介质数值，并融合图神经网络，将环境因子数据作为第一图节点，将电磁波传输介质数值作为第二图节点；

10、将所述第一图节点以及第二图节点通过有向边描述，使得所述第一图节点指向所述第二图节点，构建电磁波传输介质的拓扑结构图，并通过拓扑结构图获取相关的邻接矩阵；

11、基于深度神经网络构建传输介质变化预测模型，并将所述相关的邻接矩阵输入到所述传输介质变化预测模型中进行编码学习，当传输介质变化预测模型符合预设要求之后，保存模型参数并输出传输介质变化预测模型；

12、获取当前信息传输场景的环境因子数据，并将所述当前信息传输场景的环境因子数据输入到所述传输介质变化预测模型中进行预测，获取当前信息传输场景的信息传输介质数值。

13、进一步的，在本方法中，根据所述取当前信息传输场景的信息传输介质数值获取预设时间之内电磁波的衰落系数，并根据所述预设时间之内电磁波的衰落系数生成预设时间之内的无线信息传输质量评估结果，具体包括：

14、获取当前电磁波的频率信息，根据所述当前电磁波的频率信息以及当前信息传输场景的信息传输介质数值生成预设时间之内电磁波的衰落系数，获取通信设备之间的地理位置信息；

15、根据所述通信设备之间的地理位置信息计算出通信设备之间的距离值，并将所述距离值作为信息的预估传输距离值，根据所述衰落系数计算出通信设备能够接收到信号的预估传输距离值；

16、判断所述通信设备能够接收到信号的预估传输距离值是否大于信息的预估传输距离值，当所述通信设备能够接收到信号的预估传输距离值大于信息的预估传输距离值时，则生成能够接收到信号的无线信息传输质量评估结果；

17、当所述通信设备能够接收到信号的预估传输距离值不大于信息的预估传输距离值时，生成不可接收到无线信息传输质量评估结果。

18、进一步的，在本方法中，预设质量评估隶属度阈值，根据所述质量评估隶属度阈值以及预设时间之内的无线信息传输质量评估结果，生成相关的电磁波调控参数，具体包括：

19、预设质量评估隶属度阈值，并判断所述预设时间之内的无线信息传输质量评估结果是否不大于质量评估隶属度阈值；

20、当所述预设时间之内的无线信息传输质量评估结果不大于质量评估隶属度阈值时，则根据所述质量评估隶属度阈值以及预设时间之内的无线信息传输质量评估结果之间的差值，计算出进行信息传输时电磁波的频率信息；

21、基于所述进行信息传输时电磁波的频率信息生成相关的电磁波调控参数。

22、进一步的，在本方法中，获取通信设备的参数调控阈值范围，若所述相关的电磁波调控参数不在通信设备的参数调控阈值范围时，生成相关的信息传输计划，具体包括：

23、获取通信设备的参数调控阈值范围，并判断所述相关的电磁波调控参数是否在所述通信设备的参数调控阈值范围之内；

24、当所述相关的电磁波调控参数在所述通信设备的参数调控阈值范围之内时，根据所述相关的电磁波调控参数对通信设备进行调控；

25、当所述相关的电磁波调控参数不在所述通信设备的参数调控阈值范围之内时，获取通信设备处于极值的电磁波频率，并基于所述通信设备处于极值的电磁波频率计算出最大的通信传播距离；

26、根据所述最大的通信传播距离生成相关的信息传输计划。

27、进一步的，在本方法中，还包括以下步骤：

28、获取目标区域的历史气象特征数据，并基于深度神经网络构建环境因子变化预测模型，根据所述目标区域的历史气象特征数据构建基于时间序列的历史气象特征数据；

29、将所述基于时间序列的历史气象特征数据输入到所述环境因子变化预测模型中进行编码学习，获取训练完成的环境因子变化预测模型；

30、通过所述训练完成的环境因子变化预测模型预测出通信设备在预设时间之内工作时的环境因子数据；

31、根据所述通信设备在预设时间之内工作时的环境因子数据对当前信息传输场景的信息传输介质数值进行更新。

32、本发明第二方面提供了一种基于无线信息质量评估的电磁波调控系统，所述系统包括存储器以及处理器，所述存储器中包括基于无线信息质量评估的电磁波调控方法程序，所述基于无线信息质量评估的电磁波调控方法程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：

33、获取当前信息传输场景的环境因子数据，并根据所述当前信息传输场景的环境因子数据构建传输介质变化预测模型，通过所述传输介质变化预测模型获取当前信息传输场景的信息传输介质数值；

34、根据所述取当前信息传输场景的信息传输介质数值获取预设时间之内电磁波的衰落系数，并根据所述预设时间之内电磁波的衰落系数生成预设时间之内的无线信息传输质量评估结果；

35、预设质量评估隶属度阈值，根据所述质量评估隶属度阈值以及预设时间之内的无线信息传输质量评估结果，生成相关的电磁波调控参数；

36、获取通信设备的参数调控阈值范围，若所述相关的电磁波调控参数不在通信设备的参数调控阈值范围时，生成相关的信息传输计划。

37、进一步的，在本系统中，获取当前信息传输场景的环境因子数据，并根据所述当前信息传输场景的环境因子数据构建传输介质变化预测模型，通过所述传输介质变化预测模型获取当前信息传输场景的信息传输介质数值，具体包括：

38、通过大数据获取各环境因子数据之下的电磁波传输介质数值，并融合图神经网络，将环境因子数据作为第一图节点，将电磁波传输介质数值作为第二图节点；

39、将所述第一图节点以及第二图节点通过有向边描述，使得所述第一图节点指向所述第二图节点，构建电磁波传输介质的拓扑结构图，并通过拓扑结构图获取相关的邻接矩阵；

40、基于深度神经网络构建传输介质变化预测模型，并将所述相关的邻接矩阵输入到所述传输介质变化预测模型中进行编码学习，当传输介质变化预测模型符合预设要求之后，保存模型参数并输出传输介质变化预测模型；

41、获取当前信息传输场景的环境因子数据，并将所述当前信息传输场景的环境因子数据输入到所述传输介质变化预测模型中进行预测，获取当前信息传输场景的信息传输介质数值。

42、进一步的，在本系统中，根据所述取当前信息传输场景的信息传输介质数值获取预设时间之内电磁波的衰落系数，并根据所述预设时间之内电磁波的衰落系数生成预设时间之内的无线信息传输质量评估结果，具体包括：

43、获取当前电磁波的频率信息，根据所述当前电磁波的频率信息以及当前信息传输场景的信息传输介质数值生成预设时间之内电磁波的衰落系数，获取通信设备之间的地理位置信息；

44、根据所述通信设备之间的地理位置信息计算出通信设备之间的距离值，并将所述距离值作为信息的预估传输距离值，根据所述衰落系数计算出通信设备能够接收到信号的预估传输距离值；

45、判断所述通信设备能够接收到信号的预估传输距离值是否大于信息的预估传输距离值，当所述通信设备能够接收到信号的预估传输距离值大于信息的预估传输距离值时，则生成能够接收到信号的无线信息传输质量评估结果；

46、当所述通信设备能够接收到信号的预估传输距离值不大于信息的预估传输距离值时，生成不可接收到无线信息传输质量评估结果。

47、进一步的，在本系统中，还包括以下步骤：

48、获取目标区域的历史气象特征数据，并基于深度神经网络构建环境因子变化预测模型，根据所述目标区域的历史气象特征数据构建基于时间序列的历史气象特征数据；

49、将所述基于时间序列的历史气象特征数据输入到所述环境因子变化预测模型中进行编码学习，获取训练完成的环境因子变化预测模型；

50、通过所述训练完成的环境因子变化预测模型预测出通信设备在预设时间之内工作时的环境因子数据；

51、根据所述通信设备在预设时间之内工作时的环境因子数据对当前信息传输场景的信息传输介质数值进行更新。

52、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

53、本发明通过获取当前信息传输场景的环境因子数据，并根据所述当前信息传输场景的环境因子数据构建传输介质变化预测模型，通过所述传输介质变化预测模型获取当前信息传输场景的信息传输介质数值；进而根据所述取当前信息传输场景的信息传输介质数值获取预设时间之内电磁波的衰落系数，并根据所述预设时间之内电磁波的衰落系数生成预设时间之内的无线信息传输质量评估结果；从而预设质量评估隶属度阈值，根据所述质量评估隶属度阈值以及预设时间之内的无线信息传输质量评估结果，生成相关的电磁波调控参数；最后获取通信设备的参数调控阈值范围，若所述相关的电磁波调控参数不在通信设备的参数调控阈值范围时，生成相关的信息传输计划。本发明通过充分考虑了通信设备在水下环境进行通信时的环境因素对于传播介质的导电率、磁导率的影响，从而来获取无线信息在传输时的质量评估结果，从而根据无线信息在传输时的质量评估结果来智能调控通信设备的电磁波参数，使得通信设备在水下通信时能够维持通信连接。