基于5G通讯的信号延长器的信号延长系统及方法与流程

本发明涉及5g通讯，特别涉及基于5g通讯的信号延长器的信号延长系统及方法。

背景技术：

1、随着5g技术的不断发展，人们对通讯速度和稳定性的需求也在不断提高。然而，在现有的通讯系统中，由于信号传输距离的限制，往往会导致信号不稳定、数据传输速度慢等问题。现关于信号延长器，已有相关专利，比如公开号为cn207475550u的中国专利公开了一种230mhz无线通讯转发gprs信号延长器，包括传输处理器和接收处理器，接收处理器，安装在gprs信号良好的地方，接收用电信息采集系统主站的信号，通过230m无线通信的物理通道将信号发送到传输处理器；传输处理器，安装在信号覆盖范围不足的用电信息采集终端，接收处理器输出的信号，发送到用电信息采集终端。该专利的传输处理器和接收处理器采用点对点通信，成套匹配使用，采用自适应调频技术规避信道干扰的通信问题，设备具有安装、运维方便，环境适用性强，网络稳定、方式灵活等特点；投入使用后必将会减少长期的人力、物力、财力资源的浪费，具有一定的社会效益和经济效益。

2、上述专利虽然解决手段普遍存在着信号衰减严重、布线施工复杂、成本过高等问题，但仍存在以下问题：

3、现有技术中，并没有对获取到的信号数据进行预处理，导致获取到的信号质量较低，后续处理较为复杂，且无线通信质量较差的情况下，没有合适的备用通信链路可用，进而导致数据传输延时或无法传输的问题发生。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于5g通讯的信号延长器的信号延长系统及方法，通过将处理后的信号进行放大，以提高信号的强度和覆盖范围，能够适应不同的环境，从而提供稳定和高质量的5g通讯服务，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于5g通讯的信号延长器的信号延长系统，包括：

4、信号接收单元，用于接收5g通讯网络的信号，并对接收到的信号进行预处理，对预处理后的信号数据进行数据完整性验证，打包生成5g通讯信号数据集；

5、信号处理单元，用于获取5g通讯信号数据集中5g通讯信号的数据特征，基于所述数据特征进行优化方案匹配，基于匹配结果对5g通讯信号数据集内的5g通讯信号进行优化；

6、信号发送单元，用于将优化后的5g通讯信号进行调制，将其转换为适合在信道中传输的形式，并进行发送。

7、进一步的，信号接收单元，包括：

8、信号获取模块，用于基于信号接收器从信道中接收来自5g通讯网络的5g通讯信号，并将其转换为电信号；

9、信号预处理模块，用于对所述电信号进行滤波、放大的操作，去除所述电信号中的噪声，将其从调制的载波信号还原为原始信号；

10、信号验证模块，用于对所述原始信号进行内容验证，生成验证信息列表，对验证信息列表进行数据完整性检测，将完整的原始信号打包生成5g通讯信号数据集。

11、进一步的，所述信号预处理模块从调制的载波信号还原为原始信号，具体为：

12、从5g通讯网络获取5g通讯信号的同时，接收载波或与其有关的导频信号，其中，信号接收器直接提取载波，对数字信号进行非线性变换获得相干载波；

13、将已调制的信号从高频信号还原为低频信号，去除信号中的噪声和干扰，获得原始信号，基于信号的特性和所需的精度确定抽样的频率和数量，对信号进行抽样，将抽样得到的信号进行量化，将量化后的数字信号进行编码，得到原始信号。

14、进一步的，信号验证模块，具体为：

15、确定原始信号的数据类型分类，基于原始信号的数据类型获取原石信号中每个子数据的参数验证规则，基于所述参数验证规则生成该子数据的数据验证配置文件；

16、根据所述数据验证配置文件构建数据验证组件，检测每个子数据的数据包大小，根据所述数据包大小为该子数据设置验证时间戳，基于每个子数据的验证时间戳和所述参数验证规则对每个子数据进行数据验证；

17、对验证结果进行数据完整性检测，若数据完整，确定验证完成，若数据不完整，重新对每个子数据进行数据验证直到检测到数据完整为止。

18、进一步的，信号处理单元，包括：

19、信号特征提取模块，用于对所述5g通讯信号数据集进行特征提取，根据提取结果获取数据的特征集合，基于所述特征集合进行5g通讯信号数据集的分类；

20、信号优化模块，用于从5g通讯信号数据集的分类中调取所述特征集合的相关特征词组，进行优化时，根据相关特征词组确定优化方案，并根据优化方案设定优化策略。

21、进一步的，信号发送单元，包括：

22、信号转换模块，用于将5g通讯信号进行编码，同时，当5g通讯信号过大时，对其进行分割处理，基于目标接收设备或网络的数据接收格式对5g通讯信号进行调制，将其转换为适合在目标接收设备或网络的数据格式；

23、信号传输模块，用于构建数据传输的通信链路，并将优化后的5g通讯信号基于所述通信链路发送至目标接收设备或网络。

24、进一步的，信号传输模块，包括：

25、传输监测子模块，用于实时监测通信链路的通信数据量，获取预设的单位周期内的通信数据量；

26、数量设置子模块，用于根据所述通信数据量构建单位周期数量模型，用于进行信道监控的单位周期数量计算；

27、所述数量设置子模块，还用于采集所述单位时间数量对应的时间长度内的通信链路的通信数据量，设置备用通信链路的设置数量；

28、备用链路建立子模块，用于按照所述备用通信链路的设置数量设置对应数量的备用通信链路，并对所述备用通信链路进行按序编号；

29、切换子模块，用于实时监控所述通信链路的链路运行质量，当所述链路运行质量低于预设的质量标准时，则进行通信链路切换。

30、进一步的，切换子模块，包括：

31、第一监测执行模块，用于实时监控所述通信链路的单位时间内的带宽信息和延迟信息，其中，所述单位时间为1s；

32、第一运行质量影响因子获取模块，用于利用所述单位时间内的带宽信息和延迟信息获取所述通信链路的第一运行质量影响因子；其中，所述第一运行质量影响因子通过如下公式获取：

33、

34、其中，w01表示所述通信链路的第一运行质量影响因子；n表示单位时间的个数；di表示第i个单位时间对应的实际带宽；de表示通信线程的额定带宽；ti表示第i个单位时间对应的数据传输的理论时长；tsi表示第i个单位时间对应的数据传输的实际时长；δd表示预设的带宽对应的变化单位量，并且，δd的取值为10bps；δt表示带宽每下降一个变化单位量，对单位数据量进行数据传输时产生的数据传输时长的实际延迟平均量，并且，单位数据量为100mb；

35、第二监测执行模块，用于实时监测所述通信链路的单位时间内的误码率信息和信噪比信息；

36、第二运行质量影响因子获取模块，用于利用所述单位时间内的误码率信息和信噪比信息获取所述通信链路的第二运行质量影响因子；其中，所述第二运行质量影响因子通过如下公式获取：

37、

38、其中，w02表示所述通信链路的第一运行质量影响因子；n表示单位时间的个数；bi表示通信链路的第i个单位时间的实际信噪比；be表示通信链路的规定的标准信噪比；pi表示通信链路的第i个单位时间的通信对应的误码率；δb表示预设的信噪比变化单位量，并且，δb的取值为0.1；δp表示信噪比每变化一个信噪比变化单位量，通信链路的误码率的实际变化平均量；

39、链路运行质量评价参数获取模块，用于利用所述第一运行质量影响因子和第二运行质量影响因子获取通信链路的链路运行质量评价参数；

40、标准确定模块，用于当所述通信链路的链路运行质量评价参数低于预设的质量参数阈值时，则判断所述通信链路低于预设的质量标准。

41、进一步的，链路运行质量评价参数获取模块，包括：

42、第一运行质量影响因子提取模块，用于提取所述第一运行质量影响因子；

43、第二运行质量影响因子提取模块，用于提取所述第二运行质量影响因子；

44、衰减比率信息调取模块，用于在提取所述第一运行质量影响因子时，调取当前通信链路的衰减比率信息；

45、第一评价补偿量获取模块，用于利用所述第一运行质量影响因子和所述当前通信链路的衰减比率信息，获取所述前通信链路的第一评价补偿量；其中，所述第一评价补偿量通过如下公式获取：

46、

47、其中，c01表示第一评价补偿量；w01表示所述通信链路的第一运行质量影响因子；s表示在提取所述第一运行质量影响因子时所调取的当前通信链路的衰减比率信息；sr表示预设的通信链路完成数据传输的所允许的最大衰减比率；

48、传输速率信息获取模块，用于在提取所述第二运行质量影响因子时，调取当前通信链路的传输速率信息；

49、第二评价补偿量获取模块，用于利用所述第二运行质量影响因子和所述当前通信链路的传输速率信息，获取所述前通信链路的第二评价补偿量；其中，所述第二评价补偿量通过如下公式获取：

50、

51、其中，c02表示第一评价补偿量；b表示在提取所述第二运行质量影响因子的通信链路所能达到的最大传输速率；v表示在提取所述第二运行质量影响因子时所调取当前通信链路的传输速率信息；w02表示所述通信链路的第一运行质量影响因子；

52、链路运行质量评价参数计算模块，用于利用所述第一评价补偿量和第二评价补偿量，以及，第一运行质量影响因子和第二运行质量影响因子获取通信链路的链路运行质量评价参数，其中，所述链路运行质量评价参数通过如下公式获取：

53、

54、其中，h表示链路运行质量评价参数；h0表示预设的基准参数数值。

55、本发明提供另一种技术方案，基于5g通讯的信号延长器的信号延长方法，包括以下步骤：

56、步骤一：在地下室、城乡结合部的没有信号或信号不稳区域布设信号延长器，并基于信号接收器进行覆盖评估，基于每个信号接收器的覆盖评估结果确定布设位置；

57、步骤二：将信号延长器的信号接收端设置为接收5g通讯信号，将从信号接收单元接收到的5g通讯信号通过信号处理单元进行处理；

58、步骤三：通过放大、滤波、去噪，延长了5g通讯信号的传输距离，将处理后的5g通讯信号通过信号发送单元发送至目标接收设备或网络。

59、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

60、1.通过信号接收单元对获取到的信号进行预处理，将处理后的信号进行放大，以提高信号的强度和覆盖范围，能够适应不同的环境，从而提供稳定和高质量的5g通讯服务，信号处理单元对接收到的5g通讯信号进行优化，进一步提高了信号的质量和稳定性，信号发送单元对通信链路的链路运行质量实时监测，在低于预设的质量标准时自动切换，提高了通讯的稳定性和质量。

61、2.传输监测子模块实时监测通信链路的通信数据量，获取预设的单位周期内的通信数据量，能够有效提高链路的运行质量的实时监控性，进而有效提高通信链路的运行质量，避免无线通信质量较差的情况下，没有合适的备用通信链路可用，进而导致数据传输延时或无法传输的问题发生，在通信链路的链路运行质量低于预设的质量标准时自动切换，保证了通信链路的选择效率和选择准确性，保证了数据传输稳定性。