[发明专利]一种基于软件定义无线电的专网异常检测方法

说明书

本发明公开了一种基于软件定义无线电的专网异常检测方法，属于软件定义无线电专网系统安全技术领域。该方法使用的设备包括软件无线电设备及相对应的接收和发射天线、接入层通用计算机设备、核心层服务器、设备运维服务器。本发明利用专网各模块实现功能以及业务运行情况不同造成通用计算机设备性能负载差异的特点对设备性能数据进行分类，同时利用计算机设备性能指标间的相关性，通过多维高斯分布对各类数据进行异常判定并结合分类结果，实现对专网系统运行情况的异常检测，可有效检测出传统设置固定阈值方式无法检测的异常情况。

技术领域

本发明涉及软件定义无线电领域，尤其涉及一种软件定义无线电领域的专网异常检测方法。

背景技术

随着人工智能、云计算、物联网、大数据等新兴应用的发展，以语音为主的陆上集群无线系统(Terrestrial Trunked Radio，TETRA)和警用数字集群系统(Police DigitalTrunking，PDT)由于传输能力不足，难以适应目前集群通信日益激增的对视频、图片等数据的需求和应用。LTE(Long Term Evolution)作为4G无线通信技术的标准，具有灵活的带宽配置，网络时延低，用户容量大、移动状态支持能力强、安全保密度高等特征。基于LTE的专网系统则能对数据业务和图片视频需求都能提供良好的支持。

然而LTE专网的缺点也很突出，传统通信系统通过设计专门的硬件电路来实现通信系统各模块功能，不仅开发周期长成本高且系统复杂部署成本高，而且不利于后续系统调试升级。且后续维护等操作需要熟悉LTE等通信协议的专业人员，专网用户缺少相应专业的网络管理人员，还需要培养一批专业的运维人员，导致后续运维成本较高，专网用户网络建设成本有限根本无法承担。

软件定义无线电(Software Defined Radio,SDR)的核心思想是构建一个开放、标准化、模块化的通用硬件平台。其各种通信模块均可通过软件实现，如频带选择、调制解调、编解码、通信协议等。模拟-数字和数字-模拟转换器足够接近天线,使得SDR系统更加灵活和开放。因此，在技术升级的过程中，人们只需要更新软件而不需要更新硬件，这样可以大大节省研发的时间和开支。软件定义无线电技术不同于传统通信设备开发，软件无线电平台立足于信息技术(Information Technology，IT)技术，其基于通用的硬件平台，用软件来实现通信系统。软件定义无线电系统相比于传统的通信系统具有灵活可配置、开发成本低、系统易调试和易升级等特点。

通过SDR与LTE实现的专网，可以满足专网通信的需求，同时通过通用硬件平台与通用计算机设备来代替传统通信设备，使得专网建设整体成本降低，而且基于通用设备的专网系统也降低了网络管理人员的运维门槛，便于专网的调试与维护。

发明内容

针对传统的专网网络建设中基于LTE的面向专网的网络架构复杂，组网成本高且维护成本也较高，专网用户网络建设成本有限且运维成本有限，缺少具有通信经验的网络管理人员的问题，本发明设计了一种基于软件定义无线电的专网异常检测方法。本发明通过开源软件无线电平台和通用设备实现小型化与轻量级面向专网的LTE系统，通用对运行专网系统的通用计算机设备上获取的性能数据，根据运行专网时各通用计算机根据实现专网功能时的CPU负载、内存负载、磁盘负载、网络IO、磁盘IO等性能数据不同的特点，经过数据分类算法进行分类后，对不同类的数据分别计算其高斯分布函数，并得到其概率密度从而判断其是否为异常性能数据，从而实现对计算机设备运行异常检测，进而判断专网运行是否异常。本发明能有效检测出传统运维中通过设置阈值的方式未能检测出的异常数据，同时运行硬件均为通用设备，有利于减少用户部署专网和维护的成本，满足专网用户的实用化需求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：