[发明专利]基于移动群智感知的无线电环境地图数据收集系统及方法

说明书

本发明请求保护一种基于移动群智感知的无线电环境地图数据收集系统及方法，属于无线移动通信领域。该系统包含数据采集层、数据收集层、数据处理层、数据展示层四个层次。其中数据采集层利用移动群智感知的数据采集方式进行无线电环境信息的数据采集，其主要包括任务接收、感知数据、数据存储、数据上传、错误处理等功能模块。数据收集层包括区域划分、激励机制、节点选择、任务分发、数据存储几大功能模块。数据处理层包含数据融合、数据预处理、数据存储三个功能模块。数据展示层利用Web页面将无线电环境信息数据进行实时展示。本发明解决了构建无线电环境地图所涉及的所需数据维度高、覆盖区域广泛的问题。

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，特别设计基于移动群智感知的无线电环境地图数据收集系统及方法。

背景技术

随着无线电频谱资源在国民经济中发挥的作用越来越重要，对无线电资源的应用越来越多，各地为了实现对频谱资源的有效监控和管理，都在不断增建无线电台站和设施。然而随着无线电台数量的增加、密度的增大，电磁环境变得日益复杂，导致无线频谱环境无法直观、有效的管理，从而制约了无线电的发展。无线电环境地图就是针对该问题提出的有效解决方案。

无线电环境地图用于表征无线电环境信息，认知无线电系统通过访问和查询无线电环境地图，能迅速获得所需的环境信息。它将电磁环境信息与城市电子地图结合在一起，融合地理位置信息、时间信息、频率信息，构成一个多维度的无线频谱图，其目的是为无线电管理部门提供一种全新的无线电监管手段。

然而，要构建一个完整的无线电环境地图所需要的收集的数据包括感知区域的信号场强、数据采集时间、数据采集的地理位置、信号频率大功率辐射源、测量信道时长、信道占用时长等主要数据，由此可以看到其中涉及的数据类型繁杂。并且无线电波是无处不在，由此在构建无线电环境地图的过程中还面临着覆盖范围广的问题。建立无线电环境地图的首要工作即进行无线环境数据的收集，而构建无线环境数据收集系统更是数据收集的关键基础。

传统的无线电环境地图数据收集方式主要采用固定节点或系统配备移动节点的方式进行无线电环境信息的采集，而构建无线电环境地图所涉及的数据繁杂、覆盖范围广。若采用传统的无线电环境地图数据收集方式进行数据采集并不能满足构建无线电环境地图的数据量需求，并且所耗费的成本高。而本发明所提出和设计的基于移动群智感知的数据收集方式能够很好的解决构建无线电环境地图所面临的覆盖范围广及所需数据量大的问题。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种解决了构建无线电环境地图所涉及的所需数据维度高、覆盖区域广泛的问题的基于移动群智感知的无线电环境地图数据收集系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种基于移动群智感知的无线电环境地图数据收集系统，其包括数据采集层、数据收集层、数据处理层及数据展示层，其中：

数据采集层，主要负责感知任务的接收、感知无线电环境信息数据、存储无线电环境信息数据及上传感知到的数据；

数据收集层，主要负责与数据采集层建立通信链接并接收感知数据；还用于激励其他节点加入到电环境信息感知中，还用于无线感知节点的选择以及对接收的感知数据进行存储；

数据处理层主要负责将数据收集层收集的数据进行融合、数据预处理以去除感知数据的错误数据及冗余数据以及对融合后的数据进行存储；

数据展示层主要负责于无线电环境信息的感知数据进行实时展示以及感知任务的下发。

进一步的，所述数据采集层包含任务接收模块、感知数据模块、数据存储模块及数据上传模块，其中任务接收模块用于接收数据收集平台下发的感知任务；感知数据模块根据感知任务进行无线电环境信息的数据采集；数据存储模块用于展示存放无线电环境信息数据；数据上传模块用于将感知数据上传至数据收集平台。