【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，特别涉及一种应用于列车信号监测自适应调整强度的系统。
技术介绍
1、随着铁路智慧交通的快速发展，列车成为了人们日常生活中重要的交通工具之一。在现代社会，乘客不仅期望列车能够提供快速、安全的旅行方式，同时也越来越关注在旅途中的网络连接质量。由于列车高速行驶的特性，车厢内部的无线信号往往受到了严重的影响，这不仅降低了乘客的网络使用体验，也影响了列车上的数据通信安全和稳定性。
2、传统的列车无线信号覆盖主要依赖于乘客手机终端的接收机来进行信号处理。然而，在高速移动的环境下，由于多径效应和doppler效应的影响，信号传播会出现衰减和波动，导致车厢内部的信号覆盖不均匀，手机等接收设备终端信号质量较差。此外，车厢的金属结构对信号的穿透损耗大使得问题更加复杂。同时，在列车上还存在频繁切换导致信号不稳定的情况。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，目的在于提供一种应用于列车信号监测自适应调整强度的系统。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供一种应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于，其特征在于，包括：透射式ris单元、反射式ris单元、用户终端；透射式ris单元设置在每节列车车厢的窗户上；反射式ris单元设置在每节列车的车厢内部；电磁波经透射式ris单元增强，经透射式ris单元增强的电磁波通过透射直射链路和折射链路两种路径到达用户终端：透射直射链路是经透射式ris单元增强的电磁波直射
4、进一步地，在本专利技术提供的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统中，还可以具有这样的特征：其中，系统具有基于用户终端的自主需求进行信号增强机制，系统还包括定位追踪传感器、算法计算模块、机器学习模块；定位追踪传感器设置在透射式ris单元和反射式ris单元中，用于定位用户终端的位置；算法计算模块根据用户终端的位置，通过预设算法，计算出用户终端的移动路径并根据该移动路径规划出电磁波传播损耗最小的波束赋形路径，该路径即为最佳波束赋形路径；机器学习模块通过预设模型对已往计算形成的波束赋形路径进行训练，利用训练结果同步更新最佳波束赋形路径。
5、进一步地，在本专利技术提供的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统中，还可以具有这样的特征：其中，基于用户终端的请求进行信号增强机制的工作流程如下：
6、步骤1：用户将用户终端贴近透射式ris单元或反射式ris单元，使其位于定位追踪传感器的感应范围内；
7、步骤2：定位追踪传感器检测到用户终端并追踪用户终端的位置移动情况；
8、步骤3：算法计算模块计算出用户终端的移动路径并根据该移动路径规划出最佳波束赋形路径；
9、步骤4：透射式ris单元和反射式ris单元按照最佳波束赋形路径进行波束赋形增强电磁波信号强度。
10、进一步地，在本专利技术提供的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统中，还可以具有这样的特征：其中，定位追踪传感器检测并追踪用户终端的位置通过以下方式实现：定位追踪传感器包括光电感应传感器以及nfc感应器；光电感应传感器通过检测光的强度变化来判别用户终端是否贴近了ris单元，从而根据ris单元的位置确定用户终端的位置；nfc感应器通过与用户终端的nfc感应模块互相识别并交换数据，从而实现对用户终端的位置追踪锁定。
11、进一步地，在本专利技术提供的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统中，还可以具有这样的特征：其中，系统还具有基于车厢的实时监测信号进行信号增强机制，系统还包括车厢信号强度检测单元和控制单元；车厢信号强度检测单元设置在车厢内，包括天线、信号接收器以及数据处理器，天线用于接收车厢内部的无线电磁波信号，信号接收器用于对接收到的信号进行初步处理，数据处理器用于分析信号强度并进行信号转换；中央控制单元用于分析信号强度数据并根据预设算法及阈值判断是否需要调整ris的透射相位系数，中央控制单元包括多个微处理器、数据存储模块，数据存储模块中存储有预设算法以及判断规则。
12、进一步地，在本专利技术提供的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统中，还可以具有这样的特征：其中，基于车厢的实时监测信号进行信号增强机制的工作流程如下：
13、步骤s1：车厢信号强度检测单元实时监测车厢内的无线信号强度，并将监测数据数据传输给中央控制单元；
14、步骤s2：中央控制单元接收来车厢信号强度检测单元的数据，分析车厢内各区域的信号强度，并且判断该信号强度是否满足预设的信号强度阈值；
15、步骤s3：根据判断结果生成相应的透射相位系数调整决策，透射式ris单元自适应调整：
16、当存在某区域的信号强度低于信号强度阈值时，中央控制单元生成ris的透射相位系数调整决策指令ris单元调整透射相位系数以增强该区域的信号强度，使其满足信号强度阈值；
17、当存在某区域的信号强度满足信号强度阈值时，中央控制单元生成ris的透射相位系数不调整决策，ris单元的透射相位系数以保持不变；
18、当存在某区域的信号强度超过信号强度阈值时，中央控制单元生成ris的透射相位系数调整决策指令ris单元调整透射相位系数以减小该区域的信号强度，使其满足信号强度阈值。
19、进一步地，在本专利技术提供的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s2中信号强度分析判断通过以下算法进行：
20、学习模型为：
21、fdlm(x,θ) (1)，
22、公式(1)中，x是当前信号强度；θ是模型参数；fdlm是模型的输出，用于预测的信号强度分布；
23、信道模型为：
24、
25、其中，g表示从基站到ris的信道模型；nbs为基站天线的数量；m表示接收端的天线数量；lg表示信道的路径数目；gl表示第l条路径的路径增益或复数增益系数；为发射方向向量，是基站阵列的发射方向响应向量；为接收方向的共轭转置向量，是接收天线阵列的接收方向响应向量；
26、更新规则为：
27、速度更新：vi(t+1)＝ω·vi(t)+c1·r1·(pi-xi(t))+c2·r2·(g-xi(t)) (3)，
28、位置更新：xi(t+1)＝xi(t)+vi(t+1)(4)，
29、其中，ω为惯性因子，c1和c2是学习因子；r1和r2是随机数，范围为[0,1]；vi和xi分别代表i维粒子的速度和位置；vi(t)是第i个粒子在第t次迭代中的当前位置；vi(t+1)是第i个粒子在第t+1次迭代中的速度；xi(t)表示第i个粒子在第t次迭代时的当前位置，该位置是粒子在当前搜索空间中的具体坐标；xi(t+1)表示第i个粒子在第t+1次迭代时的更新后的位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于，包括：透射式RIS单元、反射式RIS单元、用户终端；
2.如权利要求1所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：所述系统具有基于所述用户终端的自主需求进行信号增强机制，所述系统还包括定位追踪传感器、算法计算模块、机器学习模块；
3.如权利要求2所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
4.如权利要求3所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
5.如权利要求2～4中任意一项所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：所述系统还具有基于车厢的实时监测信号进行信号增强机制，所述系统还包括车厢信号强度检测单元和控制单元；
6.如权利要求5所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
7.如权利要求6所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
8.如权利要求6所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
9.如权利要求6所述的应
...【技术特征摘要】
1.一种应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于，包括：透射式ris单元、反射式ris单元、用户终端；
2.如权利要求1所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：所述系统具有基于所述用户终端的自主需求进行信号增强机制，所述系统还包括定位追踪传感器、算法计算模块、机器学习模块；
3.如权利要求2所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
4.如权利要求3所述的应用于列车信号监测自适应调整强度的系统，其特征在于：
5.如权利要求2～...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，杨馨蕊，邹劲柏，黄秀玲，万衡，陈文，喻斌，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。