1.一种智能无线频谱在线监测系统的实现方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1:频谱监管部门在所需监管的区域布置频谱监测节点;
步骤2:频谱监测节点实时采集频谱数据,将这些数据送至频谱监测汇聚节点,并对其进行分析处理;
步骤3:频谱监测汇聚节点判断所处的网络环境,进行通信网络选择;
步骤4:频谱监测汇聚节点把频谱数据和用户的位置信息通过通信网络发送到智能频谱在线监测平台;
步骤5:智能频谱在线监测平台对这些数据进行分析,如果某一项频谱数据指标发生异常,就会通知管理员,如果正常就把这些数据存储到后台数据库;
步骤6:用户可以登录智能频谱在线监测平台的网页,查看过去和最新的频谱数据,并且向管理员咨询频谱申请的问题;
步骤7:智能频谱在线监测平台对海量频谱数据进行挖掘,以便对特定区域的频谱资源使用情况进行统计和预测,从而对本地区的频谱资源进行布局决策;
智能无线频谱在线监测系统包括无线频谱精细化网格监测分系统、通信网络分系统和智能频谱在线监测平台;所述频谱精细化网格监测系统将采集到的频谱数据通过通信网络把这些数据发送到智能频谱在线监测平台,所述智能频谱在线监测平台为用户提供查看所需地的频谱资源使用情况;
无线频谱精细化网格监测分系统由频谱感知模块和监测控制模块两部分构成,频谱感知模块分为频谱收发器模块和ZigBee模块,监测控制模块内有定位装置、数据处理模块、系统控制模块和网络控制模块,频谱感知模块即为一个小的频谱监测节点,根据实际频谱使用密度和地理情况因素,将这些频谱监测节点按照精细化网格频谱监测的理论分别布置在不同的区域,每个频谱监测节点将对应区域内的频谱捕获数据经过处理,根据给定时间间隔发送至频谱监测汇聚节点,由主模块对数据进行分析、处理和汇总,最后通过通信网络把数据上传发送到智能频谱在线监测平台数据库;
所述通信网络分系统采用WiFi和3G网络,频谱监测汇聚节点会根据用户当前所处的网络环境,自动智能地选择最优的通信网络,即在两种无线信道之间进行自动切换;
所述智能频谱在线监测平台由数据库服务器、Web服务器和数据处理服务器组成,采用基于B/S的MVC三层架构模式,支持Web管理,登录智能频谱在线监测平台有两个入口,分别为用户登录和管理员登录;
所述的WiFi和3G网络之间自动智能地切换,使用基于位置信息的水平切换和垂直切换算法,由移动速度及方向角信息,区分切换类型,设置可变入界、出界距离,并以接收信号强度值辅助比较判决切换;
所述数据库服务器采用MySQL数据库;所述Web服务器采用Apache服务器;所述数据处理服务器接受频谱监测汇聚节点传输过来的数据,进行分析处理,同时利用数据挖掘技术,对用户的频谱使用类型以及概率进行分类预测;
所述的智能频谱在线监测平台的数据处理服务器采用了分布式构建决策树的ID3算法,该算法使用MapReduce分布式框架设计,对不同时间和地点的频率、场强大小进行分类统计;
用户登录智能频谱在线监测平台后实现的功能包括:频谱信息查询、频谱评估、使用建议、管理员咨询;管理员登录智能频谱在线监测平台后实现的功能包括:用户信息查询、发送频谱报告、用户沟通;所述的智能无线频谱在线监测系统为提供基于本地地理信息系统支撑的频点分布图,清晰直观,用户查询使用环境内的频率资源分布数据状况,同时所述智能频谱在线监测平台对数据实现实时更新,以满足用户对实时数据查询的需求,从而获取需要的频点,此外所述平台可对历史数据进行查询,相关管理部门对某一地区频谱资源使用情况进行统计分析,从而进行布局与决策;
管理员系统有三个功能模块:智能频谱在线监测平台用户模块、频谱报告模块和个人信息管理模块,管理员可以与平台进行交互操作,包括:
1)在智能频谱在线监测平台用户模块,管理员可以查看用户的频谱信息、接受用户的咨询,以便能更好的了解用户目前所处的环境,对其给予使用哪个频点和通信设备方面提出建议,并且可以随时解答用户的疑惑,帮助他们合理使用频谱资源;
2)在频谱报告模块,管理员可以对特定地区、特定环境进行频谱评估,根据对频谱监测节点的发送过来的数据记录编辑频谱报告,并且发送给所需的用户,管理员还可以对智能频谱在线监测平台提供的现有的频谱报道模板进行管理,进行增删改查的操作,以便对不同的地区不同的用户指定频谱报告模板,管理员也可以查看发送过的历史报告,对其进行更新、修改;
3)在个人信息管理模块,管理员可以管理自己的个人信息,智能频谱在线监测平台提供个人信息查看和修改功能,并且还提供登录密码修改功能;
管理员除了可以查看智能频谱在线监测平台监测的频谱数据外,还能得到智能频谱在线监测平台的数据处理服务器对海量频谱数据进行数据挖掘的结果,以便对特定区域或者用户所使用的通信设备以及概率进行有效的分类预测,能高效地构建决策树,快速有效地完成频谱管理系统中的预测工作,该算法是基于云计算的智能频谱在线监测平台,运行环境是一个6个频谱监测节点组成的Hadoop集群,各个频谱监测节点的硬件配置完全相同,每一个含有2.13GHz Intel处理器,16G内存,各个频谱监测节点运行CentOS Linux操作系统,该算法从数据库服务器中随机抽取n组数据,这些数据的记录为特定区域的频谱信息,该算法具有很好的高效性和可扩展性,能够有效地处理大规模频谱数据。