基于大数据分析的船舶通信网络优化研究

网络优化是提高船舶通信系统工作性能的重要方法,针对当前船舶通信网络优化存在工作效率低,节点能量消耗大等缺点,设计基于大数据分析的船舶通信网络优化方法。首先以数据传输能量最小为目标建立船舶通信网络优化的数学模型,然后将船舶通信网络优化问题看作为一个大数据分析处理,通过云平台对数学模型进行并行求解,每一个子任务组合模型对数据传输能耗进行预测,选择能耗最小路由进行数据传输,最后进行船舶通信网络优化方法性能的仿真测试。测试结果表明,本文可以有效对船舶通信网络进行优化,提高了船舶通信系统的数据传输速度和成功率,具有十分广泛的应用前景。     

基于物联网的船舶通信信道负载率调控

船舶物联网是船舶自动化控制系统的重要组成部分,Mesh无线网络在物联网中承担着数据传输的任务。本文对船舶通信信道负载率调控方案进行研究,数据在Mesh无线网络传输时,有静态信道分配、动态信道分配和混合信道分配3种方案,混合信道分配更加适用于船舶物联网数据传输,提出了船舶物联网通信信道负载率估计方法,设计了DACA-LB信道负载率调控算法,分析了算法实现流程,并从数据传输时延和吞吐量比较了DACA-LB算法和ORPTD算法的优劣,结果发现DACA-LB算法更优。     

船联网数据分发的路径时延模型研究

近年来由于信息传输时延问题导致船舶航行事故频发,为减小船舶航行安全事故发生的概率,对船舶航行过程中数据分发路径传输时延问题的有效处理成为当前亟待解决的问题,逐渐受到了广泛关注。在船联网数据分发通信过程中,需要通过多层网络对不同船舶的通信状态进行传输和接收,由于舰船数据分发网络路径的结构层次复杂,且易受到外界因素干扰,信息传输频率不同,造成信息传输特征存在延时、错误等问题,会对通信效果造成不良影响。因此,针对船联网数据分发的路径时延模型进行研究,提出采用信息重排的网络性能优化算法对船舶数据分发向量进行重新排列,以便提高数据集成优化程度,实现网络数据分发路径成优化评估信息,保障信息传输质量。为检验该方法的有效性和灵敏度,分别进行数据分发延时检测实验和误差检测实验,实验结果证实基于信息重排的网络性能优化算法设计的船联网数据分发的路径时延模型信息传输性能及抗干扰能力均优于传统方法,有较高的参考价值。     

船舶用无线传感网络的通信节点优化与控制选取技术

随着当前船舶自动化、高速化的发展趋势,船舶通信设备功能也日趋复杂,对无线网传感通信控制技术要求也逐渐增高。无线传感通信网络控制技术的运行效果直接影响船舶航行安全,由于船舶航行过程中数据种类复杂多样,传统船舶网络通信控制技术难以及时对船舶网络信息节点进行优化。因此,对当前常用的船舶无线传感网络通信控制技术进行分析,结合环型拓扑结构的以太网的交换机模型对通信节点优化控制方法进行创新,从而改善传统方法中存在的数据传输误差等问题。为了验证方法的使用效果,对数据传输的精准度和时延情况进行检测,检测结果表明,结合环型拓扑结构的交换式以太网的交换机模型对通信节点优化控制方法可有效减少信息传输延时和误差问题,具有较高的可行性。     

船舶网络通信最优路径的规划与设计

最优路径的规划与设计对船舶网络通信系统至关重要,针对当前船舶网络通信最优路径的规划与设计方法存在数据传输成功率低、数据传输时延长的缺陷,提出基于蚁群优化算法的船舶网络通信最优路径规划与设计方法。首先对当前船舶网络通信最优路径的规划与设计研究进展进行回顾,指出各种船舶网络通信最优路径的规划与设计方法的缺陷,然后采用蚁群优化算法搜索食物原理对船舶网络通信最优路径的规划问题进行求解,找到最优的船舶网络通信最优路径,最后采用C++编程实现了船舶网络通信最优路径的规划仿真测试,结果表明,蚁群优化算法可以提高船舶网络通信系统的数据传输成功率,减少船舶网络通信数据传输时延长,数据丢包率大幅度减少,获得了理想的船舶网络通信效果。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

船舶通信数据量的激增,导致船舶通信障碍加大,为了有效降低船舶大数据通信阻隔,设计基于网络优化调度算法,提出了新型船舶大数据通信技术。读入原始通信数据,根据数据链条进行数据拆分,实现网络优化调度,提取当前通信数据负载量,应用中央分配算法,执行中央通信任务分区,确保各分区负载均衡,改变传统通信框架,优先执行分区内通信函数,重新进行线程规划,并将通信传输作为单独线程连接通信终端,实现船舶大数据通信。通过实验数据可以确定,应用网络优化调度算法后的大数据通信技术,比传统通信技术任务执行内存提高了27%,数据并发量提高23%,可以有效缓解当前通信阻隔。     

低能耗的船舶通信网络路由协议研究

能耗是评价一种船舶通信网络路由协议的重要指标,当前船舶通信网络路由协议存在能耗大,船舶通信网络数据传输成功率低等缺陷。为了更好地实现船舶通信,设计一种低能耗的船舶通信网络路由协议。首先对当前船舶通信网络路由协议的研究现状进行分析,建立船舶通信网络路由的能耗模型,然后确定船舶通信网络的最优簇头数,并对船舶通信网络进行区域划分,建立的船舶通信网络分簇,最后采用混合的船舶通信网络通信方式进行数据路由,并采用仿真模拟软件对船舶通信网络路由协议的性能进行分析,结果表明,本文协议有效降低了船舶通信网络的能耗,提高了船舶通信网络数据传输成功率,加快了船舶通信网络数据传输速度,获得高质量的船舶通信网络路由结果。     

基于FCM聚类的船舶网络传输时延自适应优化方法研究

针对传统船舶网络传输时延控制方法存在的时延性能差、传输失败率高的问题,研究一种基于FCM聚类的船舶网络传输时延自适应优化方法。该方法利用TURBO编码和LDPC编码相结合的方法对船舶网络信道进行编码,搭建船舶网络环境;利用基于灰度关联分析预测方法预测各信道的负荷能力,结合预测结果,利用FCM聚类算法实现资源数据与传输路径之间的聚类匹配,从而合理均衡配置资源,最大程度降低网络传输时延。结果表明:船舶网络传输时延自适应优化方法进行船舶网络信息传输时延缩短了7.9 ms,平均传输失败率降低了8.44%。     

QoS保障技术在船联网中的应用

随着网络通信技术的不断发展,船舶之间的通信以及数据传输变得越来越重要,船联网是未来船舶网络发展的重要趋势。船联网可以有效管理船舶之间的通信,保障船舶航行安全,同时使得船舶之间的通信数据量越来越大,并且对通信的准确性以及实时性提出了更高的要求。本文针对当前船联网中通信网络存在的一些问题,对Qo S保障技术在船联网中的应用进行研究,并使用NS2软件进行仿真。结果表明使用动态最短路径机制可以有效保障网络传输通畅。     

船舶无线通信网络传输节点选择算法优化

普通船舶传输节点选择算法,存在数据传输效率较低、通信节点覆盖面积有限等弊端。为解决上述问题,设计基于船舶无线通信网络的Co MP传输节点选择优化算法。通过网络信道编码、通信链路层协议选择2个步骤,完成船舶无线通信网络环境的搭建。通过Co MP传输节点选择、节点数据预编码、优化判决门限计算3个步骤,完成优化后传输节点选择算法的搭建。模拟算法运行环境,设计对比实验结果表明,优化后算法与普通算法相比,有效解决数据传输效率低下、通信节点覆盖面积有限等问题,为船舶通信数据的稳定传输提供可能。     

舰船通信网络的自适应路由算法设计

路由算法是保障舰船通信网络正常工作的关键技术,当前舰船通信网络路由算法没有全面考虑节点能量限制问题,使得舰船通信网络的路由并非最优,导致舰船通信网络数据传输错误率高,舰船通信网络生存周期过短,为了提高舰船通信网络的通信质量,加快舰船通信网络数据传输速度,设计了一种自适应的舰船通信网络路由算法。首先对国内外舰船通信网络路由算法进行研究,找到引起各种算法不足的限制因素,然后模拟生物细胞分裂过程对舰船通信网络进行分簇,每一个簇包含不同规模的舰船通信网络通信节点,并舰船通信网络路由能耗最小、舰船通信网络生存周期最长为优化目标,构建最优的舰船通信网络通信路由,最后在Matlab 2016平台进行了舰船通信网络路由算法的性能测试实验。本文算法提高了舰船通信网络通信的平均吞吐量,舰船通信网络数据传输时延小,提高了舰船通信网络通信效率,有助于提高舰船通信网络的生存周期,具有十分高的实际应用价值。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

针对船舶大数据通信存在的通信障碍问题,提出一种基于网络优化调度算法的船舶大数据通信方案。结合网络优化调度算法对船舶大数据通信特征信息进行采集,并划分通信数据的特征类别,以保证在复杂还有环境下船舶通信的有效性。利用网络优化调度技术,对船舶通信数据进行有效调度,进行数据类别划分和去噪清洗处理。为了保证数据处理效果,对数据处理步骤进行优化,并按照网络数据结构及链路进行数据分组传输,保证船舶数据通信的有效性。最后通过实验证实,相对于传统船舶通信方法而言,网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用效果明显更优,能显著提高船舶通信数据调度任务的执行和传输效率,有效解决现有通信障碍问题。     

移动船舶通信网络的信道均衡技术研究

信道均衡是保障移动船舶通信网络的一项关键技术,当前移动船舶通信网络信道均衡方法存在误码率高,网络数据重传次数多等不足,为了更好保证移动船舶通信网络高效工作,设计一种性能优异的移动船舶通信网络信道均衡方法。首先对当前移动船舶通信网络信道均衡技术的研究现状进行分析,设计了移动船舶通信网络信道模型,然后采用蚁群算法找到移动船舶通信网络的最优通信信道,给用户提供最优的通信信道,最后的仿真对比测试结果表明,本文方法可以降低移动船舶通信网络的数据传输误码率,改善移动船舶通信网络的数据吞吐量,具有较好的实际应用价值。     

改进LEACH算法的船舶无线网络路由算法机制

路由算法是船舶无线网络通信的重要技术,当前船舶无线网络路由算法的能量消耗比较大,影响船舶无线网络生命周期,同时存在船舶无线网络数据传输时延长的缺陷,为了解决当前船舶无线网络路由算法存在的局限性,设计了一种改进LEACH算法的船舶无线网络路由算法。首先对LEACH的船舶无线网络路由算法工作原理进行分析,找到引起不足的因素,然后根据最优簇首数对船舶无线网络进行分区,并选择最优节点作为簇首,最后对船舶无线网络的路由通信机制进行改进,以减少数据传输能耗,并进行了船舶无线网络路由算法的性能测试实验。结果表明,本文算法能够大幅度降低船舶无线网络路由数据传输错误概率,节约了船舶无线网络路由数据传输的能耗,提高了船舶无线网络路由可靠性,较好克服了当前船舶无线网络路由算法存在的不足,具有较好的实际应用价值和理论研究意义。     

基于能量感知的船舶网络路由算法

路由算法是保证船舶网络成功传送数据的关键技术,针对当前船舶网络路由算法存在能耗大、船舶网络寿命短等不足,设计了一种基于能量感知的船舶网络路由算法。首先分析当前船舶网络路由算法研究现状,找到引起船舶网络路由算法不足的因素,然后考虑船舶网络路由的总能耗和节点的剩余能量构建了船舶网络路由,最后进行了船舶网络路由算法性能测试的仿真实验。结果表明,本文算法的船舶网络路由能耗小,大幅度提升了船舶网络能量利用率,船舶网络数据传输成功率得到改善,而且性能优于当前其他船舶网络路由算法。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

我国常用的船舶通信网络技术难以满足当前持续增长的海量信息量数据通信需求,易造成信息传递延时问题,严重影响船舶航行安全。因此结合网络优化调度算法对船舶通信系统进行分析和设计,以达到提高船舶网络信息通信质量和网络通信的传输速率,有效保障船舶航行安全的目的。为检验网络优化调度算法对船舶网络通信的实时性影响,对应用于船舶通信网络系统中常见的延时问题进行实验检测,以此考察在交换式船舶通信网络通信效果。数据检测结果表明网络优化调度算法可有效提高船舶通信效果,有效解决网络信息传输延时问题,满足船舶在航行过程中对网络通信的实时性需求。     

船舶网络中的均衡化信道资源分配算法设计

船舶网络信道资源分配算法存在时间长、效果差等问题,导致信道资源分配不均衡、船舶网络通信质量差,为了解决该问题,提高船舶网络通信质量,提出一种船舶网络中的均衡化信道资源分配算法。首先对船舶网络的信道资源分配研究进行分析,并建立船舶网络信道资源分配的目标函数,然后引入蚁群算法对船舶网络信道资源分配的目标函数最优解进行搜索,最后进行船舶网络信道资源分配仿真模拟实验。结果表明,本文算法可能较好实现船舶网络信道资源分配均衡,提高了船舶网络数据传输的成功率,大幅度改善了船舶网络信道通信质量,克服了当前船舶网络信道资源分配算法存在的局限性。     

物联网环境下船舶短包通信资源智能分配方法

为降低船舶短包通信数据传输能耗,并高效完成船舶数据传输,提出物联网环境下船舶短包通信资源智能分配方法。该方法依据船舶物联网短包通信网络结构,计算短包安全通信容量,以此为基础构建短包通信总功耗最小化为分配目标,在数据传输安全容量约束的前提下,提出基于深度强化学习（DNN）的传输功率智能分配算法,智能分配船舶短包通信资源。测试结果显示：该方法具有较好的数据传输稳定性,各个信道的传输速率均在0.5～0.6 Mbps之间,公平指数计算结果均在0.916以上,短包通信资源智能分配均衡性较高;最大传输功率结果为27.4 MW,满足应用标准。     

基于人工智能算法的船舶通信网络安全性能研究

为了解决当前船舶通信网络安全性能分析过程中存在的一些问题,以提高船舶通信网络安全性能分析效果为目标,设计了基于人工智能算法的船舶通信网络安全性能分析方法。首先采用船舶通信网络安全性能分析数据,提取船舶通信网络安全性能分析特征,然后采用支持向量机作为船舶通信网络安全性能分析的建模工具,采用人工智能算法对船舶通信网络安全性能分析特征和支持向量机的参数进行同时优化,最后采用具体实验测试了船舶通信网络安全性能分析效果。结果表明,本文方法可以描述船舶通信网络安全变化特点,可以获得高精度的船舶通信网络安全性能分析结果,加快船舶通信网络安全性能分析速度,解决了当前船舶通信网络安全性能分析方法存在的缺陷,获得比较满意的船舶通信网络安全性能分析效果。     

基于物联网技术的船舶异构网络切换信号预测的研究

无线通信技术和物联网技术迅速发展,船舶移动异构通信网络建设引起了广泛关注。船舶移动异构通信网络支持智能化和多模式通信,可以显著提高海上船舶与岸上基站、海上船舶之间和海上船舶与作业平台的通信能力。本文针对船舶异构无线网络,结合物联网和船联网技术,系统研究船舶移动异构网络切换信号的预测算法和流程。