基于MESH网络的舰船无线通信多信道分配方法

舰船通信受海上环境的影响,导致其噪声以及信号不稳定,传统的舰船无线通信多信道分配方法已经无法满足舰船通信要求,出现网络吞吐量差的问题。为此,设计一种基于MESH网络的舰船无线通信多信道分配方法。引入干扰模型对舰船无线通信多信道的当前状态进行评估,并优先考虑负载量较大的链路分配更多的带宽,判断信道负载以及节点优先级,设定舰船无线通信多信道分配标准,以此完成舰船无线通信多信道分配。经实验证明,此次设计的基于MESH网络的舰船无线通信多信道分配方法比传统方法网络吞吐量高,能够满足舰船无线通信多信道分配需求。     

舰船通信网络的路由安全研究

路由是保证舰船通信网络数据成功传输的重要路径,当前舰船通信网络路由受到多种类型行为攻击,舰船通信网络路由极不安全,为了保证舰船通信网络路由安全,提高舰船通信网络数据传输成功率,设计了基于攻击频率的舰船通信网络路由安全评估模型。首先研究当前舰船通信网络路由安全评估模型的工作思想,分析舰船通信网络路由安全评估误差大的原因,然后采集舰船通信网络路由攻击频率数据,利用最小二乘支持向量机根据舰船通信网络路由攻击频率数据得到舰船通信网络路由安全评估结果,最后在Matlab 2016仿真环境进行了舰船通信网络路由安全评估实验,本文模型的舰船通信网络路由安全评估误差小,克服了当前其它模型存在的局限性,而且舰船通信网络路由安全评估效果优于当前其它模型,可以有效保证舰船通信网络通信安全。     

基于遗传算法的舰船无线通信网络资源分配研究

当前舰船无线通信网络资源分配方法存在资源分配严重不平稳问题,导致资源分配冲突概率相当高。为改善舰船无线通信网络的通信质量,设计基于遗传算法的舰船无线通信网络资源分配方法。首先分析当前舰船无线通信网络资源分配的研究现状,构建舰船无线通信网络资源分配模型,然后通过引入遗传算法对舰船无线通信网络资源进行分配,找到最优的舰船无线通信网络资源分配方案,最后进行舰船无线通信网络资源分配仿真实验。本文方法不仅能够有效提高舰船无线通信网络通信质量,大幅度减少了舰船无线通信网络资源冲突概率,而且舰船无线通信网络的吞吐量得到大幅度提长,较好地克服了当前舰船无线通信网络资源分配方法存在的缺陷。     

基于能效的舰船通信资源分配与切换调度方法研究

提出一种将舰船通信资源分配与切换调度问题进行综合解决的方法,针对微基站与宏基站组建的网络环境,设计基于能效的舰船通信资源分配与切换调度的数学模型,将通信能效最大化作为目的,把数学模型转换成舰船通信资源分配与切换调度2个子问题。切换调度问题中,利用分析和推论获得微基站的睡眠模式决定条件,构建了微基站睡眠的用户调度流程,并与舰船通信资源分配流程结合,获得联合舰船通信资源分配与切换调度方法,实现数学模型求解,并提高运行最优能效和降低了时延。实验表明,相比当前方法,所提方法可节省约3–5倍的运行时间,能效可提高将近40%,不仅提高了舰船通信资源分配与切换调度的能效,还有效解决了运行时延高的问题。     

舰船无线通信多信道参数的抗干扰控制研究

频率跳闪和多导位数据技术是传统的舰船普遍使用的通信抗干扰技术,随着技术的进步大多数舰船通信设备逐渐趋向于低频化,因此传统抗干扰技术已经不能满足当前现状,为此提出了无线通信多信道参数的抗干扰控制研究。采用瞄准式定向过程对多舰船使用阻塞式抗干扰进行频率覆盖抗干扰。在用自适应非线性顶测滤波的方法计算出舰船低频波段进行过滤后的通信要频后,使用纠错编码完成通信抗干扰。实验数据表明,提出的无线通信多信道参数的抗干扰控制研究能够有效进行多舰船的低频抗干扰。     

高速变螺距舰船短波通信线路优化布置数学模型

不能准确估量舰船短波通信的线路探测频率,是现有技术手段面临的主要问题。为解决上述问题,设计一种高速变螺距舰船短波通信线路优化布置数学模型。通过实时频率预测、输入、输出变量控制2个步骤,完成舰船短波通信频率选择。在此基础上,通过通信容错量确定、传输时延确定、通信布置数据分类3个步骤,完成新型舰船通信线路优化布置数学模型的搭建。模拟对比实验结果表明,应用高速变螺距舰船短波通信线路优化布置数学模型后,线路探测频率估量值的准确率得到一定程度的提升。     

大型舰船发电机快速功率控制方法研究

传统方法设计的控制器,分配发电机功率时忽略了有功功率和无功功率的差异性,较差的自适应性使控制效果达不到预期,因此研究全新的大型舰船发电机快速功率控制方法。该方法根据大型舰船发电机快速运行功率追踪结果,设计滑模变结构控制器,分配发电机有功功率和无功功率,实现对快速功率的控制。实验结果表明,与传统方法相比,此次研究的方法能够精准控制信号,维护大型舰船发电机的使用安全。     

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。     

多舰船通信中的抗干扰技术研究

传统多舰船通信中抗干扰技术,使用频率跳闪以及多导位数据技术进行抗干扰,但由于多舰船通信设备已经具备低频化,因此传统抗干扰技术已经无法适用,为此提出多舰船通信中的抗干扰技术。设计瞄准式定向过程对多舰船进行低频数据抗干扰定位,使用阻塞式抗干扰对定位舰船进行优先频率覆盖抗干扰。采用自适应非线性预测滤波对多舰船低频波段进行过滤,计算出通信要频,使用纠错编码完成通信抗干扰。实验数据表明,设计的抗干扰技术能够进行多舰船的低频抗干扰。     

舰船通信数据的动态迁移安全增强方法

为保障船舶通信安全,解决舰船在通信过程中数据受损、信息丢失等问题,对当前舰船通信数据信息安全处理方法进行分析和调查。结合云计算数据处理技术对船舶通信信息加密技术进行优化,通过对数据进行压缩加密减少数据占用资源,避免数据信息受损,保障信息在数据动态迁移过程安全。为验证方法有效性进行了仿真实验。实验表明,通过动态迁移安全增强方法可更好的增强舰船通信安全,有效保障了海上舰船通信数据动态迁移的安全性。     

大型舰船通信网络入侵检测方法研究

针对传统的入侵检测方法一直存在入侵检测误差大、收敛性差的问题,提出基于惩罚函数和多元回归分析数学模型的大型舰船通信网络入侵检测方法,通过确定入侵节点区域面积计算舰船通信网络入侵节点聚集度,引入一个惩罚函数,再采用决策树分类法对舰船通信网络入侵节点进行分类。采用均方差作为标准测度函数,获取均方差之和,并通过构建多元回归分析数学模型,实现对大型舰船通信网络入侵的检测。实验结果对比可知,采用改进检测方法时,其检测误差及算法的收敛性,一直优于传统检测方法,具有一定的实用性。     

基于神经网络的舰船水平总振动频率计算方法

舰船水平总振动频率具有较强的波动性,当前线性方法无法描述舰船水平总振动频率的变化特点,导致舰船水平总振动频率计算精度低,为了提高舰船水平总振动频率的计算精度,提出了基于神经网络舰船水平总振动频率计算方法。采用BP神经网络强大的非线性学习能力对舰船水平总振动频率变化特点进行高精度的逼近,并对BP神经网络的参数优化问题进行研究,最后进行了舰船水平总振动频率计算的模拟实验,结果表明,BP神经网络解决了当前舰船水平总振动频率计算误差大的难题,获得了高精度的舰船水平总振动频率计算结果。     

舰船上层建筑振动特性的数学模型设计

针对当前数学模型无法描述舰船上层建筑振动特性的变化规律,为了提高舰船上层建筑振动特性预测精度,设计一种蚁群优化算法和神经网络相结合的舰船上层建筑振动特性预测数学模型。首先对当前各种舰船上层建筑振动特性预测数学模型的优缺点进行阐述,然后采用神经网络对舰船上层建筑振动特性变化规律进行拟合,并采用蚁群优化算法确定神经网络相关参数,最后进行舰船上层建筑振动特性预测数学模型的性能测试。结果表明,蚁群优化算法和神经网络相结合的舰船上层建筑振动特性预测精度高,不仅预测误差远低于当前其他舰船上层建筑振动特性预测数学模型,而且预测效率也得到了改善,为解决舰船上层建筑振动特性预测问题提供了一种新的研究方法。     

多源信息融合的舰船通信网络可靠性分析

随着通信网络技术不断优化,船舶通信网络得到快速的发展,链路容量越来越高,通信网络可靠性研究逐渐成为人们关注的热点问题。当前,多使用舰船通信网络可靠性分析方法完成此部分研究过程,但此方法的数据分析能力较差,造成数据融合度不高的问题。因此,设计基于多源信息融合的舰船通信网络可靠性分析方法。根据多源信息融合层级使用Bayes估计法完成数据处理部分,实现通信网络数据融合分析。根据以上分析结果,使用完全状态枚举法,构建通信网络可靠性分析算法。将以上设计部分融入目前使用方法中,基于多源信息融合的舰船通信网络可靠性分析方法设计完成。根据实验结果可知,此方法的数据融合能力更为优秀,可靠性分析能力优于当前使用方法,可使用此方法弥补当前使用方法的不足,提升通信网络可靠性分析能力。     

舰船通信网络异常入侵检测的数学模型拟合

舰船通信网络易受到非法入侵者的攻击,导致舰船机密信息泄露、通信阻断等现象,严重威胁舰船航行和执行任务的安全性。入侵检测系统能够有效检测出非法入侵信号,及时对入侵信号进行处置,将其阻隔到舰船通信网络之外,保护通信网络安全通信。本文分析舰船通信网络异常入侵检测的现状与发展趋势,提出了基于聚类分析算法的异常入侵检测数据模型,并采用仿真实验证实数学模型能够准确检测出入侵行为,保障舰船通信网络安全运行。     

舰船通信网络高机密数据传输协议方法研究

舰船通信网络高机密数据传输协议是确保舰船通信数据安全的保障,数据传输效率对高机密数据的传输有着非常重要的影响。传统的舰船通信网络高机密数据传输协议方法由于各种原因,仍然存在加密/解密时间消耗较长等缺点,不利于高机密数据的高效传输。基于此,提出一种舰船通信网络高机密数据传输协议方法。通过协议初始化、用户注册登录和高机密数据传输等步骤,完成舰船通信网络高机密数据传输协议方法的设计。通过对比实验,与传统的方法作对比。实验结果表明,与传统的方法相比,提出的协议方法的加密/解密所用时间缩短了数倍,大大提高了高机密数据的传输效率。     

舰船用通信网络的异常数据监测技术研究

为了保障舰船用通信网络的数据传输的准确性,提高舰船网络的故障智能分析能力,需要进行异常数据监测,提出一种基于舰船用通信网络传输信号瞬时频率估计的异常数据监测技术。对采集的通信网络输出信号经过时频分解完成时域与频域之间的转换,采用高阶累积量特征提取方法进行舰船用通信网络中的异常数据检测,对检测的异常数据进行干扰和冗余数据滤波处理,完成对舰船用通信网络输出信号的瞬时频率估计,分析瞬时频率的异常状态特征,实现异常数据监测。仿真结果表明,采用该方法进行舰船用通信网络的异常数据监测能提高数据挖掘的准确度,对异常数据检测的虚警较低,抗干扰能力较强。     

基于危险理论的舰船通信网络安全风险评价

为了准确把握舰船通信网络安全风险的变化,设计了基于危险理论的舰船通信网络安全风险评价方法。首先引入危险理论将舰船通信网络入侵频率作为风险评价输入,舰船通信网络安全风险级别作为输出,建立舰船通信网络安全风险评价样本集合,然后采用Elman神经网络对舰船通信网络安全风险评价样本集合进行训练,建立舰船通信网络安全风险评价模型,最后采用舰船通信网络系统为例,分析舰船通信网络安全风险评价方法的可行性,结果表明,本文方法能够高精度把握舰船通信网络安全风险变化态势,不仅获得了令人满意的舰船通信网络安全风险评价结果,而且舰船通信网络安全风险评价效果要优于其他方法,具有十分显著的优势。     

舰船网络异常通信行为识别研究

舰船网络异常通信行为变化不仅具有规律性,同时具有随机性,当前方法无法挖掘舰船网络异常通信行为的复杂变化特点,使得舰船网络异常通信行为识别实时性和准确性差。为了获得更优的舰船网络异常通信行为识别结果,提出神经网络算法的舰船网络异常通信行为识别模型。首先描述舰船网络异常通信行为识别原理,然后将舰船网络异常通信行为识别看作问题,引入神经网络算法对其进行建模,在舰船网络异常通信行为识别建模过程中,引入粒子群算法解决神经网络参数确定的难题,最后进行舰船网络异常通信行为识别测试实验。结果表明,神经网络算法获得了准确性较高的舰船网络异常通信行为识别结果,而且由于神经网络收敛快,使得舰船网络异常通信行为识别实时性好,具有良好的推广应用价值。     

多数据源舰船通信网络节点安全态势评估研究

传统舰船通信网络节点安全性评估准确率较低,对此提出新型多数据源的舰船通信网络节点安全态势评估方法。引入节点易损性容忍概念,计算当前舰船网络节点的最大易损性容忍率,判断通信节点易损类型,对当前舰船所使用的3类通信网络节点拓扑结构分别进行节点安全态势分析,根据计算结果评估当前状态,实现通信网络节点安全态势的整体评估。实验数据表明,提出的多数据源舰船通信网络节点安全评估较传统评估方法相比,节点传输安全性指标评估准确率提高15%,节点路径契合率指标评估准确率提高22%,可以有效提高节点评估准确度。