我國船舶在海上通信中會生成大量數(shù)據(jù)信息,易產(chǎn)生通信網(wǎng)絡擁塞問題,造成海上通信效率下降,延誤船舶航行決策。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,海上通信網(wǎng)絡要借助大數(shù)據(jù)分析技術,采用通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法對海量數(shù)據(jù)進行優(yōu)化調度,選擇最優(yōu)的數(shù)據(jù)傳輸路徑,提升通信網(wǎng)絡利用率。本文介紹了大數(shù)據(jù)分析的特點,提出基于大數(shù)據(jù)分析的海上通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法中的傳統(tǒng)算法與改進后的算法,通過仿真實驗證明改進后的通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法精度更高,具有應用價值。 

【文章來源】：艦船科學技術. 2020,42(24)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)與改進后通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法的調度精度對比圖

大數(shù)據(jù)分析算法以機器學習為核心技術，完成在線終端數(shù)據(jù)分析，適用于在數(shù)據(jù)庫中進行分析。Ha-doop中算法需要在訓練集內輸入相關數(shù)據(jù)，通過迭代訓練，大幅提高預測的準確性，直到數(shù)據(jù)訓練達到一定精度。大數(shù)據(jù)分析算法可分析非結構數(shù)據(jù)，對訓練集內相鄰節(jié)點的關聯(lián)度進行評價，Hadoop中在線終端算法的運行流程如圖1所示。圖1Hadoop中在線終端算法的運行流程圖Fig.1OperationflowchartofonlineterminalalgorithminHadoop2基于大數(shù)據(jù)分析的海上通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法2.1船舶數(shù)據(jù)通信設計船舶在海上航行進行數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)包括通信電源、通信傳輸和通信目的三大系統(tǒng)，其中通信電源系統(tǒng)負責編碼輸入端的數(shù)據(jù)，經(jīng)過調制解碼器將接收到的數(shù)據(jù)信息轉換為模擬信號；通信傳輸系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)接收與傳輸，設置在信號發(fā)出與接收端，用于解碼模擬信號，并將信號傳輸?shù)絇C上進行顯示。在這一過程中，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的合理分配，應采用通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法進行調節(jié)，使數(shù)據(jù)通信得到高效傳輸，滿足數(shù)據(jù)傳輸需求，提高數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息的解調能力和通信穩(wěn)定性。在船舶數(shù)據(jù)通信結構中，有多個控制器接口，需要對各個控制器接口進行全頻段連接，在處理高頻段數(shù)據(jù)通信時，要采用通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法高效處理數(shù)據(jù)流和編譯解碼數(shù)據(jù)，通過對TPS數(shù)據(jù)、AGC數(shù)據(jù)、基站數(shù)據(jù)等不同類型數(shù)據(jù)進行分離和優(yōu)化，從而滿足海上通信數(shù)據(jù)優(yōu)化調度的需求。2.2傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法該算法可提取和劃分船舶海上航行獲取的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息，為資源調度提供決策依據(jù)。通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法的計算公式為：Dm=Wρ。式中：W為待處理的通信數(shù)據(jù)量；ρ為原始數(shù)據(jù)量。對公式進行分析可知，需讀入通信數(shù)據(jù)的原始?

供決策依據(jù)。通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法的計算公式為：Dm=Wρ。式中：W為待處理的通信數(shù)據(jù)量；ρ為原始數(shù)據(jù)量。對公式進行分析可知，需讀入通信數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)，由于原始數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)之間存在著一定的關聯(lián)度，因此可引入定義算法，計算中間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)條數(shù)，公式為：Dr=Wrρ,式中：r為原始數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)的關系，通常情況下r=1。在上述通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法中，首先需要區(qū)分網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的類型，再結合通信運行狀態(tài)完成任務分配，可提取出負載量，具體的優(yōu)化流程如圖2所示。圖2通信網(wǎng)絡調度任務拆分與分配的流程圖Fig.2Flowchartofcommunicationnetworkschedulingtasksplittingandallocation在傳統(tǒng)的優(yōu)化算法中，實現(xiàn)負載平衡是完成通信作業(yè)網(wǎng)絡任務分配的關鍵所在，即實現(xiàn)統(tǒng)一性負載。之后，分配中央分區(qū)中的通信數(shù)據(jù)，具體流程如下：在數(shù)據(jù)庫中集中所有通信數(shù)據(jù)，執(zhí)行中央分配函數(shù)，使任務與槽位相對應，促使數(shù)據(jù)處于連續(xù)性的詢問狀態(tài)；通信任務數(shù)據(jù)從原始任務階段中提取數(shù)據(jù)，促使數(shù)據(jù)相結合，建立起獨立分區(qū)，促使每項通信任務都會形成中央分區(qū)，以確保通信任務都能夠在獨立分區(qū)中完成；通信任務分配前需采樣任務數(shù)據(jù)，測算實際應用概率，由中央分區(qū)獲取數(shù)據(jù)節(jié)點，持續(xù)等待通信任務，降低數(shù)據(jù)誤差；中央分區(qū)算法以迭代運算為主，以保證篩選出可執(zhí)行的任務，提取出數(shù)據(jù)負載量，優(yōu)先選出需要執(zhí)行的通信函數(shù)，實現(xiàn)通信終端的大數(shù)據(jù)通信[5–6]。2.3改進后的通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法由于海上通信網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)規(guī)模較大，網(wǎng)絡流量龐大，使得傳統(tǒng)的網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法難以滿足船舶通信網(wǎng)絡的運行需求，所以本文提出基于小波變換和時間分析算法的通信網(wǎng)絡調度優(yōu)化算法。小波變換在處

【參考文獻】：
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本文編號：3507479