本發(fā)明涉及通信，具體地說，涉及一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法、裝置、介質(zhì)及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展和飛行器數(shù)量的持續(xù)增加，機(jī)載通信系統(tǒng)在保障飛行安全與運(yùn)營效率中扮演著越來越重要的角色。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的頻譜分配大多數(shù)依賴于固定的分配算法，無法有效應(yīng)對電磁干擾、頻譜重疊以及環(huán)境變化帶來的影響，導(dǎo)致通信質(zhì)量較低，并存在通信安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法、裝置、介質(zhì)及產(chǎn)品，能夠有效降低電磁干擾、頻譜重疊以及環(huán)境變化的影響，降低通信安全隱患降低，提高通信質(zhì)量。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，所述方法包括：

3、獲取機(jī)載通信系統(tǒng)當(dāng)前環(huán)境的通信環(huán)境數(shù)據(jù)，作為環(huán)境數(shù)據(jù)集；

4、將所述環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到預(yù)先訓(xùn)練的增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略；

5、根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配。

6、優(yōu)選地，根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配，包括：

7、計(jì)算所述策略動(dòng)作執(zhí)行前的通信性能參數(shù)；

8、預(yù)測所述策略動(dòng)作執(zhí)行后的通信性能參數(shù)；

9、當(dāng)執(zhí)行后的通信性能參數(shù)不優(yōu)于執(zhí)行前的通信性能參數(shù)時(shí)，重新獲取所述機(jī)載通信系統(tǒng)的環(huán)境數(shù)據(jù)集，輸入到所述增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略，重新預(yù)測策略動(dòng)作執(zhí)行后的通信性能參數(shù)，并進(jìn)行判斷，直到執(zhí)行后的通信性能參數(shù)優(yōu)于執(zhí)行前的通信性能參數(shù)為止；

10、當(dāng)執(zhí)行后的通信性能參數(shù)優(yōu)于執(zhí)行前的通信性能參數(shù)時(shí)，在所述機(jī)載通信系統(tǒng)中執(zhí)行最新的策略動(dòng)作。

11、作為一種優(yōu)選方案，所述方法還包括：

12、監(jiān)測所述策略動(dòng)作執(zhí)行后所述機(jī)載通信系統(tǒng)的通信性能參數(shù)；

13、將所述通信性能參數(shù)與預(yù)設(shè)的性能閾值參數(shù)對比；

14、當(dāng)所述通信性能參數(shù)不優(yōu)于所述性能閾值參數(shù)時(shí)，重新獲取機(jī)載通信系統(tǒng)的環(huán)境數(shù)據(jù)集；將獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到所述增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略，根據(jù)并根據(jù)得到的頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配。

15、優(yōu)選地，所述通信環(huán)境數(shù)據(jù)包括干擾頻譜密度參數(shù)、信號使用頻率參數(shù)、信號質(zhì)量參數(shù)以及環(huán)境影響參數(shù)；

16、獲取機(jī)載通信系統(tǒng)當(dāng)前環(huán)境的通信環(huán)境數(shù)據(jù)，包括：

17、監(jiān)測預(yù)設(shè)的頻率范圍中不同頻率的電磁干擾的頻率密度，作為干擾頻譜密度參數(shù)；

18、采集其他記載通信系統(tǒng)的通信設(shè)備在不同頻率的通信信號的信號強(qiáng)度，確定不同頻率的信號使用頻率參數(shù)；

19、接收地面監(jiān)測站點(diǎn)的信號覆蓋變化數(shù)據(jù)，確定信號質(zhì)量參數(shù)；

20、接收關(guān)鍵氣象參數(shù)，輸入到預(yù)設(shè)的氣象條件影響模型中，確定環(huán)境影響參數(shù)。

21、優(yōu)選地，將所述環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到預(yù)先訓(xùn)練的增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略，包括：

22、根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)集配置所述增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型的狀態(tài)空間；

23、根據(jù)所述增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型匹配的獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)計(jì)算在所述狀態(tài)空間下從預(yù)設(shè)的動(dòng)作空間中對不同動(dòng)作選擇不同決策參數(shù)的獎(jiǎng)勵(lì)；

24、采用貝爾曼方程進(jìn)行決策，綜合各個(gè)動(dòng)作的決策參數(shù)的獎(jiǎng)勵(lì)確定各個(gè)動(dòng)作的最優(yōu)動(dòng)作，作為所述頻譜分配策略輸出。

25、優(yōu)選地，所述策略動(dòng)作包括頻譜選擇動(dòng)作、信道分配動(dòng)作以及功率控制動(dòng)作；

26、根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配，包括：

27、根據(jù)所述頻譜選擇動(dòng)作確定頻譜范圍；

28、根據(jù)所述信道分配動(dòng)作確定分配的信道數(shù)量，并從所述頻率范圍中確定各信道的頻率設(shè)置，調(diào)整所述機(jī)載通信系統(tǒng)的信道配置；

29、根據(jù)所述功率控制動(dòng)作對各個(gè)信道設(shè)定對應(yīng)的功率。

30、作為一種優(yōu)選方案，所述通信性能參數(shù)為頻譜使用效率，通信質(zhì)量，干擾水平中的至少一個(gè)；

31、所述頻譜使用效率

32、所述通信質(zhì)量

33、所述干擾水平

34、其中，為在第i個(gè)信道的頻率和功率pi*下的通信效用，δf表示每個(gè)信道占用的頻率帶寬，n*為信道數(shù)量，為在第i個(gè)信道的頻率和距離d下的信道增益，n0為噪聲功率，是在時(shí)間t時(shí)頻率的其他干擾源的總干擾功率，表示在第i個(gè)信道的頻率和功率pi*產(chǎn)生的干擾水平。

35、優(yōu)選地，所述獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)為r(s,a)＝w1·(δq)+w2·(δs)-w3·c(s,a)；

36、所述最優(yōu)動(dòng)作

37、其中，r(s,a)為在狀態(tài)s下執(zhí)行動(dòng)作a的獎(jiǎng)勵(lì)，w1、w2及w3為預(yù)設(shè)的權(quán)重系數(shù)，δq為通信質(zhì)量的變化；δs表示系統(tǒng)安全性的變化，c(s,a)為在狀態(tài)s下執(zhí)行動(dòng)作a的成本，a為所述動(dòng)作空間，γt為在t時(shí)刻的折扣因子，r(st,at)為t時(shí)刻在狀態(tài)s下執(zhí)行動(dòng)作a的獎(jiǎng)勵(lì)。

38、優(yōu)選地，所述氣象條件影響模型為mwx(t,h,v,t)＝a(t)×b(h)×c(v)×f(t)；

39、其中，a(t)、b(h)和c(v)分別是溫度t、濕h度和風(fēng)速v對頻譜傳播的影響函數(shù)，f(t)是一個(gè)時(shí)間t的相關(guān)函數(shù)。

40、本發(fā)明實(shí)施例還提供一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配裝置，所述裝置包括：

41、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取機(jī)載通信系統(tǒng)當(dāng)前環(huán)境的通信環(huán)境數(shù)據(jù)，作為環(huán)境數(shù)據(jù)集；

42、策略計(jì)算模塊，用戶將所述環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到預(yù)先訓(xùn)練的增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略；

43、策略執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配。

44、本發(fā)明實(shí)施例還提供一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配裝置，包括處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)實(shí)施例所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法。

45、本發(fā)明實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，在所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行如上述任一項(xiàng)實(shí)施例所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法。

46、本發(fā)明實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)實(shí)施例所述的方法的步驟。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法、裝置、介質(zhì)及產(chǎn)品，通過獲取機(jī)載通信系統(tǒng)當(dāng)前環(huán)境的通信環(huán)境數(shù)據(jù)，作為環(huán)境數(shù)據(jù)集；將所述環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到預(yù)先訓(xùn)練的增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略；根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配。本申請方案通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和綜合分析，可以針對實(shí)時(shí)環(huán)境和通信狀況做出最優(yōu)的頻譜分配決策，基于增強(qiáng)學(xué)習(xí)的方法，確保機(jī)載通信系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境條件動(dòng)態(tài)調(diào)整頻譜分配策略，能夠有效降低電磁干擾、頻譜重疊以及環(huán)境變化的影響，降低通信安全隱患降低，提高通信質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述通信環(huán)境數(shù)據(jù)包括干擾頻譜密度參數(shù)、信號使用頻率參數(shù)、信號質(zhì)量參數(shù)以及環(huán)境影響參數(shù)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，將所述環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到預(yù)先訓(xùn)練的增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述策略動(dòng)作包括頻譜選擇動(dòng)作、信道分配動(dòng)作以及功率控制動(dòng)作；

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3中所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述通信性能參數(shù)為頻譜使用效率，通信質(zhì)量，干擾水平中的至少一個(gè)；

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)為r(s，a)＝w1·(△q)+w2·(△s)-w3·c(s，a)；

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，所述氣象條件影響模型為mwx(t，h，v，t)＝a(t)×b(h)×c(v)×f(t)；

10.一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配裝置，其特征在于，所述裝置包括：

11.一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配裝置，其特征在于，包括處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法。

12.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，在所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行如權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法。

13.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種機(jī)載通信系統(tǒng)的頻譜分配方法、裝置、介質(zhì)及產(chǎn)品，通過獲取機(jī)載通信系統(tǒng)當(dāng)前環(huán)境的通信環(huán)境數(shù)據(jù)，作為環(huán)境數(shù)據(jù)集；將所述環(huán)境數(shù)據(jù)集輸入到預(yù)先訓(xùn)練的增強(qiáng)學(xué)習(xí)模型中，輸出頻譜分配策略；根據(jù)所述頻譜分配策略中的策略動(dòng)作進(jìn)行頻譜分配。本申請方案通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和綜合分析，可以針對實(shí)時(shí)環(huán)境和通信狀況做出最優(yōu)的頻譜分配決策，基于增強(qiáng)學(xué)習(xí)的方法，確保機(jī)載通信系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境條件動(dòng)態(tài)調(diào)整頻譜分配策略，能夠有效降低電磁干擾、頻譜重疊以及環(huán)境變化的影響，降低通信安全隱患降低，提高通信質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：汪況倫,任冶冰,王勛,楊依格,劉洋,李文祺,謝圣東,洪彬婷,林任超,王田媛,劉佳佩,崔筱琰,史玉鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21