【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及海上船舶通信，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法。
技術(shù)介紹
1、2018年，國(guó)際海事組織(international?maritime?organization，imo)提出了海上自主水面航行船舶(maritime?autonomous?surface?ship，mass)的新概念，其中提供安全、可靠、高效的通信是mass發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。因此，建設(shè)低價(jià)可靠的海上通信網(wǎng)絡(luò)，提升海上通信的有效性和可靠性，保障船舶航行安全已成為建設(shè)“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。隨著海上船舶數(shù)量的增長(zhǎng)、船端業(yè)務(wù)需求隨之增加，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前的需求。復(fù)雜的海上業(yè)務(wù)使海上通信鏈路負(fù)載和信道占用率明顯增加，信道擁擠程度加劇。而海上通信系統(tǒng)相互獨(dú)立，各系統(tǒng)之間存在管理不統(tǒng)一和帶寬分配不合理等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)海上各類(lèi)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合成為迫切需求。
2、目前，國(guó)內(nèi)外主要針對(duì)海上異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。其中包括針對(duì)船舶異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和船聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)的研究船舶移動(dòng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換信號(hào)。還包括基于多網(wǎng)并行傳輸?shù)暮Ｉ袭悩?gòu)網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法等。盡管這些方法為海洋異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究提供了一定的理論基礎(chǔ)，但是沒(méi)有考慮到船舶通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，無(wú)法有效對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，難以實(shí)現(xiàn)海上無(wú)線信道的自主選擇，導(dǎo)致通信資源分配不合理，不利于通信設(shè)備的統(tǒng)一管理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)海上異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合過(guò)程中所面臨的通信資源分配不合理和通信設(shè)備管理不統(tǒng)一
2、本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)手段如下：
3、一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，包括以下步驟：
4、s1、構(gòu)建選擇最優(yōu)接入網(wǎng)絡(luò)的模糊層次模型，所述選擇最優(yōu)接入網(wǎng)絡(luò)的模糊層次模型包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，所述目標(biāo)層被定義為選擇最優(yōu)接入網(wǎng)絡(luò)，所述準(zhǔn)則層被定義為包括以下qos指標(biāo)：帶寬、丟包率、抖動(dòng)、延遲以及服務(wù)價(jià)格，所述方案層被定義為包括以下海上候選通信網(wǎng)絡(luò)：ais、vde、inmarsat以及mf&hf；
5、s2、獲取船舶通信業(yè)務(wù)類(lèi)型，根據(jù)預(yù)設(shè)的兩兩qos指標(biāo)相對(duì)于不同業(yè)務(wù)的重要程度關(guān)系構(gòu)建模糊層次判決矩陣；
6、s3、基于模糊層次第一判決矩陣構(gòu)建第一權(quán)重矩陣；
7、s4、獲取候選通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)屬性論域，定義所述網(wǎng)絡(luò)屬性論域上的區(qū)間模糊集，根據(jù)所述區(qū)間模糊集構(gòu)建區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣；
8、s5、基于所述區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣構(gòu)建第二權(quán)重矩陣；
9、s6、結(jié)合第一權(quán)重矩陣和第二權(quán)重矩陣生成最終權(quán)重矩陣；
10、s7、基于最終權(quán)重矩陣對(duì)區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣進(jìn)行加權(quán)處理，隨后根據(jù)區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣計(jì)算模糊方案與區(qū)間猶豫模糊正理想方案和負(fù)理想方案的歐式距離，根據(jù)計(jì)算的歐式距離計(jì)算每個(gè)方案到理想方案的相對(duì)貼近度，根據(jù)相對(duì)貼進(jìn)度對(duì)海上候選網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行排序，選出最優(yōu)接入網(wǎng)絡(luò)。
11、進(jìn)一步地，s4中定義所述論域上的區(qū)間模糊集為：
12、
13、其中，bw為帶寬，plr為丟包率，jit為抖動(dòng)，de為延遲，sp為服務(wù)價(jià)格，
14、為帶寬屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為帶寬隸屬度區(qū)間的下限，為帶寬隸屬度區(qū)間的上限，為帶寬不屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為帶寬隸屬度區(qū)間的下限，為帶寬隸屬度區(qū)間的上限，
15、為丟包率屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為丟包率隸屬度區(qū)間的下限，為丟包率隸屬度區(qū)間的上限，為丟包率不屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為丟包率隸屬度區(qū)間的下限，為丟包率隸屬度區(qū)間的上限，
16、為抖動(dòng)屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為抖動(dòng)隸屬度區(qū)間的下限，為抖動(dòng)隸屬度區(qū)間的上限，為抖動(dòng)不屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為抖動(dòng)隸屬度區(qū)間的下限，為抖動(dòng)隸屬度區(qū)間的上限，
17、為延遲屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為延遲隸屬度區(qū)間的下限，為延遲隸屬度區(qū)間的上限，為延遲不屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為延遲隸屬度區(qū)間的下限，為延遲隸屬度區(qū)間的上限，
18、為服務(wù)價(jià)格屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為服務(wù)價(jià)格隸屬度區(qū)間的下限，為服務(wù)價(jià)格隸屬度區(qū)間的上限，為服務(wù)價(jià)格不屬于集合h的隸屬度區(qū)間，其中為服務(wù)價(jià)格隸屬度區(qū)間的下限，為服務(wù)價(jià)格隸屬度區(qū)間的上限；
19、所述區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣為：
20、
21、其中，m代表業(yè)務(wù)類(lèi)型的數(shù)量，n代表qos指標(biāo)的數(shù)量。
22、進(jìn)一步地，基于所述區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣構(gòu)建第二權(quán)重矩陣，包括：
23、s501、基于所述區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣計(jì)算區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣中的每個(gè)區(qū)間猶豫模糊元素，得到網(wǎng)絡(luò)屬性得分，從而構(gòu)建候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣；
24、s502、對(duì)所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣的元素進(jìn)行歸一化處理；
25、s503、根據(jù)元素歸一化后的候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣構(gòu)建計(jì)算各網(wǎng)絡(luò)中不同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)所占的比重矩陣，
26、s504、根據(jù)所述比重矩陣對(duì)應(yīng)的熵值構(gòu)建第二權(quán)重矩陣。
27、進(jìn)一步地，所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣為：
28、
29、其中，m代表業(yè)務(wù)類(lèi)型的數(shù)量，n代表qos指標(biāo)的數(shù)量，和為第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的第j個(gè)屬性模糊區(qū)間的下限和上限，l為區(qū)間的數(shù)量。
30、進(jìn)一步地，對(duì)所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣的元素進(jìn)行歸一化處理，包括：將qos指標(biāo)劃分為效益屬性指標(biāo)和成本屬性指標(biāo)，其中效益屬性指標(biāo)包括帶寬，成本屬性指標(biāo)包括丟包率、抖動(dòng)、延遲以及服務(wù)價(jià)格；
31、效益屬性指標(biāo)的歸一化公式為：
32、
33、成本屬性指標(biāo)的歸一化公式為：
34、
35、其中，rmax代表指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)屬性得分最大值，rmin代表指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)屬性得分最小值。
36、進(jìn)一步地，各網(wǎng)絡(luò)中不同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)所占的比重矩陣為：
37、p＝(pij)m×n
38、其中
39、進(jìn)一步地，所述模糊層次判決矩陣為：
40、
41、其中，k代表qos指標(biāo)的類(lèi)型，n代表qos指標(biāo)的數(shù)量；
42、所述第一權(quán)重矩陣為：
43、
44、其中，m代表業(yè)務(wù)類(lèi)型的數(shù)量，n代表qos指標(biāo)的數(shù)量；
45、所述第二權(quán)重矩陣為：
46、w″＝(w1″w2″wn″)
47、其中，ej為熵值，n代表qos指標(biāo)的數(shù)量，m代表業(yè)務(wù)類(lèi)型的數(shù)量。
48、進(jìn)一步地，船舶通信業(yè)務(wù)包括人命安全類(lèi)、商業(yè)通信類(lèi)、一般通信類(lèi)以及船舶航行類(lèi)。
49、進(jìn)一步地，構(gòu)建模糊層次判決矩陣時(shí)，采用1-9的衡量方法，細(xì)化等級(jí)分配。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，S4中定義所述論域上的區(qū)間模糊集為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，基于所述區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣構(gòu)建第二權(quán)重矩陣，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，對(duì)所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣的元素進(jìn)行歸一化處理，包括：將Qos指標(biāo)劃分為效益屬性指標(biāo)和成本屬性指標(biāo)，其中效益屬性指標(biāo)包括帶寬，成本屬性指標(biāo)包括丟包率、抖動(dòng)、延遲以及服務(wù)價(jià)格；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，各網(wǎng)絡(luò)中不同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)所占的比重矩陣為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，船舶通信業(yè)務(wù)包括人命安全類(lèi)、商業(yè)通信類(lèi)、一般通信類(lèi)以及船舶航行類(lèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，構(gòu)建模糊層次判決矩陣時(shí)，采用1-9的衡量方法，細(xì)化等級(jí)分配。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，s4中定義所述論域上的區(qū)間模糊集為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，基于所述區(qū)間猶豫模糊多屬性矩陣構(gòu)建第二權(quán)重矩陣，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于業(yè)務(wù)和無(wú)線信道動(dòng)態(tài)特性的船端動(dòng)態(tài)路由控制方法，其特征在于，對(duì)所述候選網(wǎng)絡(luò)屬性得分矩陣的元素進(jìn)行歸一化處理，包括：將qos指標(biāo)劃分為效益屬性...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何勇海，雷偉，孫曉倩，王耽同，范小勇，胡青，金思年，張晶泊，劉家兵，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：河北交通投資集團(tuán)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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