一种面向制造技术

技术编号:39808993 阅读:6 留言:0更新日期:2023-12-22 02:44
本发明专利技术公开了一种面向

【技术实现步骤摘要】
一种面向IP数据链网络的基于业务流分类的动态时隙分配方法


[0001]本专利技术属于数据链网络
,特别是涉及一种面向
IP
数据链网络的基于业务流分类的动态时隙分配方法


技术介绍

[0002]当今的通信系统中,数据链网络是非常重要的组成部分之一

数据链网络主要用于不同节点之间的数据交换和传输,因此对于高效的数据传输和保证通信质量至关重要

然而,数据链网络中存在着不同类型的业务流,这些业务流的时隙需求和紧急程度也不同

为了更好地适应不同的业务需求,需要对数据链网络进行动态时隙分配,以实现更好的时隙利用率和更高的传输效率

[0003]传统的静态时隙分配方法往往不能很好地适应不同业务流的时隙需求变化,因此在实际应用中时隙利用率较低

为了解决这一问题,本专利技术提出了一种基于机器学习的方法,利用
Ada Boost
算法来预测不同业务流的时隙需求
。Ada Boost
算法是一种集成学习算法,它通过对多个弱分类器进行集成,形成一个强分类器

在预测业务流时隙需求方面,我们将数据链网络中的业务流特征作为样本,利用机器学习算法进行学习和预测

在训练过程中,我们收集了大量的数据链网络通信数据,将其分成不同的业务流,然后利用
Ada Boost
算法进行分类和时隙需求预测

在实际应用中,根据预测结果进行动态时隙分配,将时隙分配给不同的业务流,以达到更好的时隙利用率和传输效率

[0004]基于机器学习的
Ada Boost
算法对数据链中不同业务时隙需求进行预测的技术方案可以更好地适应不同的业务需求,提高数据链网络的传输效率和可靠性

同时,该技术方案还具有较高的可扩展性和适应性,可以扩展到更大的网络规模和更多的业务流类型


技术实现思路

[0005]针对现有方法存在的不足,本专利技术提出一种面向
IP
数据链网络的基于业务流分类的动态时隙分配方法,主要是基于
Ada Boost
算法进行动态时隙需求预测,为数据链时隙分配提供数据保障,以实现精准的数据链网络规划

[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的:一种面向
IP
数据链网络的基于业务流分类的动态时隙分配方法,包括以下步骤:
[0007]步骤1:数据链动态时隙需求分析
[0008]数据链中存在着不同种类的业务,业务在不断变化,动态分析业务对于时隙的需求

[0009]步骤2:设计弱回归器
[0010]结合步骤1对时隙需求分析情况,在权值的计算过程中,针对数据链消息传输中无线网络的自相似特性,提出前馈神经网络
(Feed Forward Neural Network

FFNN)
的弱回归算子

[0011]步骤3:评价样本的误差信息
[0012]由步骤2所训练出来的弱回归器对初始数据集中的每一个样本进行误差信息评价,采用平方差的误差分析形式

[0013]步骤4:计算弱回归器的误差及其重要性
[0014]由步骤3中得到的多个弱回归器的样本误差信息,第
t
个弱回归器的差误以及权重系数

[0015]步骤5:更新权重分布
[0016]计算第
t+1
轮的样本权重,再更新
Ada Boost
算法的样本权重

[0017]步骤6:终止
Ada Boost
算法
[0018]依据基学习器的误差判断是否终止操作,当误差大于等于
0.5
时终止
Ada Boost
算法

[0019]步骤7:强回归器的输出
[0020]采用加权弱回归器取中位数的方法,组合弱回归器的输出为强回归器的输出

[0021]步骤8:时隙需求预测输出
[0022]步骤7中强回归器输出的预测值,作为数据链中时隙需求预测值

[0023]步骤9:计算
Ada Boost
性能指标
[0024]对比不同分类器的业务分类性能
、Ada Boost
的准确性随着弱分类器数量的变化情况以及
Ada Boost
性能随着不同学习率的变化情况

[0025]步骤
10
:将预测结果分配给运行中网络节点,计算网络性能指标
[0026]将步骤8中得到的时隙需求预测值动态分配给运行中的节点,计算网络吞吐量以及网络时延

[0027]进一步的,所述步骤1数据链动态时隙需求分析,具体过程如下:
[0028]数据链动态时隙需求分析是根据作战任务

情报保障任务,分析作战行动信息交互需求,提出指挥控制网

话音网

态势共享网以及
IP
报文网时隙保障需求

[0029]态势共享网消息传输具有一定自相似特征,战场态势随着前方传感器平台周期性进行收

发传输,且态势信息占用时隙量较大,会占用大量时隙资源;指挥控制网是数据链网络命令指示下达和武器平台协同作战的中枢,该网络消息较小,节点之间交互较为频繁,时隙需求量不大;话音网占用时隙量较大,且消息传递突发性较强,在执行作战和先期侦察任务时,会突发占用较大时隙量;
IP
报文网传递消息有一定的规律性,都会随着发送速率变化,时隙需求会随之变化

[0030]进一步的,所述步骤2设计弱回归器,具体过程如下:
[0031]结合步骤1对时隙需求分析情况,在权值的计算过程中,针对数据链消息传输中无线网络的自相似特性,提出前馈神经网络的弱回归算子

[0032]前馈神经网络在描述非线性网络流量方面效果显著,尤其是在处理网络时隙预测过程中,针对非线性消息传输问题,本文设计采用3层前馈神经网络应用于弱回归器,隐含层包含
10
个神经元,输出层包含1个神经元,输入层到隐含层过程采用
sigmoid
转移函数,隐含层到输出层采用线性转移函数

[0033]在设计回归器时,主要考虑与预测有关的时隙需求变量
x
i
,将变量
x
i
作为前馈神经网络模型的参数输入,三层前馈神经网络在输入函数
x
i
作用下,输出函数
y
i
为:
[0034]x
i

f1[w1x
i
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向
IP
数据链网络的基于业务流分类的动态时隙分配方法,包括以下步骤:步骤1:统计数据链动态时隙需求;根据作战任务

情报保障任务,分析作战行动信息交互需求,提出指挥控制网

话音网

态势共享网以及
IP
报文网时隙保障需求;步骤2:设计弱回归器;采用3层前馈神经网络应用于弱回归器:输入层

隐含层

输出层;隐含层包含
10
个神经元,输出层包含1个神经元,输入层到隐含层过程采用
sigmoid
转移函数,隐含层到输出层采用线性转移函数;将变量
x
i
作为前馈神经网络模型的参数输入,三层前馈神经网络在输入函数
x
i
作用下,输出函数
y
i
为:
x
i

f1[w1x

i
‑1]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)y
i

f2[w2x
i
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
其中,
w1、w2表示输入层到隐含层的权值矩阵,和隐含层到输出层的权值矩阵;
f1为
sigmoid
函数,表示如下:
f2为线性函数,表示如下:
f(x2)

x2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
步骤3:评价样本的误差信息;对于第
t
个弱回归器,其在训练集上的最大误差
E
t
为:
E
t

max|y
i

h
t
(x
i
)|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
该弱回归器的相对误差用平方形式表示为
e
ti
:其中,
h
t
(x
i
)
表示第
i
个样本所对应的真实值;步骤4:计算弱回归器的误差及其重要性;第
t
个弱回归器的误...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋定德曾鑫沿刘心蕙王志浩
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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