本發(fā)明涉及海洋探測(cè)與通信，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種海洋移動(dòng)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、海洋移動(dòng)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)是指通過(guò)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)部署、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)仁侄危_保探測(cè)網(wǎng)絡(luò)在復(fù)雜海洋環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同作業(yè)。將該技術(shù)應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘探和軍事偵察等領(lǐng)域，能夠顯著提升探測(cè)效率與精度，然而，現(xiàn)有的分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)在動(dòng)態(tài)適應(yīng)性、通信穩(wěn)定性和多節(jié)點(diǎn)協(xié)同能力方面存在一定局限性，影響了其在動(dòng)態(tài)海洋環(huán)境中的應(yīng)用效果。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：

3、目前，現(xiàn)有海洋探測(cè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)固定通信鏈路實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間通信，但該類鏈路配置方式在節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)、環(huán)境變化頻繁的場(chǎng)景下難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化，易出現(xiàn)鏈路失效、重構(gòu)滯后等問(wèn)題，降低了鏈路資源的分配與優(yōu)化效果，增加了通信中斷風(fēng)險(xiǎn)以及數(shù)據(jù)丟失概率，因此，提出一種海洋移動(dòng)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法。

4、在所述背景技術(shù)部分公開(kāi)的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種海洋移動(dòng)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，通過(guò)分析海洋環(huán)境中各探測(cè)節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同效率進(jìn)行評(píng)估，在每次完成動(dòng)態(tài)組網(wǎng)后進(jìn)行一次通信質(zhì)量檢測(cè)，綜合探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同效率選擇通信優(yōu)化策略，計(jì)算下次動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的時(shí)間間隔并根據(jù)時(shí)間間隔進(jìn)行預(yù)警提示調(diào)整節(jié)點(diǎn)部署位置以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，一種海洋移動(dòng)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：獲取海洋環(huán)境中各探測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置信息和通信質(zhì)量記錄，根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的通信質(zhì)量記錄對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選并標(biāo)記；采集標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，檢測(cè)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)通過(guò)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量并計(jì)算數(shù)據(jù)流量；

4、步驟s2：根據(jù)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的軌跡偏移量，通過(guò)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的軌跡偏移量以及數(shù)據(jù)流量利用層次分析法計(jì)算對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的協(xié)同評(píng)分，檢測(cè)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)通信質(zhì)量計(jì)算整個(gè)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)同指數(shù)；

5、步驟s3：根據(jù)主要協(xié)同指數(shù)選擇使用靜態(tài)鏈路配置或動(dòng)態(tài)鏈路配置利用通信優(yōu)化算法對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化處理，每次使用動(dòng)態(tài)鏈路配置進(jìn)行優(yōu)化處理后測(cè)量通信鏈路的信號(hào)強(qiáng)度變化值并計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度變化量，采集通信鏈路中的干擾信號(hào)數(shù)量獲取干擾計(jì)數(shù)并記錄；

6、步驟s4：綜合通信鏈路的信號(hào)強(qiáng)度變化量以及干擾計(jì)數(shù)計(jì)算當(dāng)前通信鏈路的穩(wěn)定性系數(shù)，根據(jù)穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算動(dòng)態(tài)鏈路配置的執(zhí)行時(shí)間并進(jìn)行預(yù)警提示。

7、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s1中，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用海洋環(huán)境中各探測(cè)節(jié)點(diǎn)的通信質(zhì)量記錄，各節(jié)點(diǎn)的通信質(zhì)量記錄為歷史數(shù)據(jù)中探測(cè)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行下各節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，將探測(cè)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行下各節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度作為各節(jié)點(diǎn)的區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度，將探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行記錄并計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度平均值作為信號(hào)篩選閾值，篩選出低于信號(hào)篩選閾值的節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記。

8、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s1中，在探測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)選擇一段時(shí)間作為分析時(shí)間，在分析時(shí)間內(nèi)利用數(shù)據(jù)流量監(jiān)測(cè)器檢測(cè)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)通過(guò)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量；

9、根據(jù)分析時(shí)間以及各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量計(jì)算各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流量：d除以t等于f；

10、其中，d為探測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)通過(guò)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量，t為分析時(shí)間間隔，f為對(duì)應(yīng)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流量；

11、在分析時(shí)間內(nèi)隨機(jī)選擇兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。

12、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s2中，在分析時(shí)間內(nèi)將后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)得到的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)與前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)得到的軌跡數(shù)據(jù)作差得到標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的軌跡偏移量，根據(jù)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的軌跡偏移量以及數(shù)據(jù)流量計(jì)算各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同增速系數(shù)并將其作為各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同評(píng)分；

13、計(jì)算標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同增速系數(shù)：軌跡偏移量乘以數(shù)據(jù)流量再開(kāi)平方等于協(xié)同增速系數(shù)；

14、其中，協(xié)同增速系數(shù)為對(duì)應(yīng)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同增速系數(shù)，i為各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的序號(hào)；

15、利用信號(hào)強(qiáng)度傳感器檢測(cè)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)通信質(zhì)量，將各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同增速系數(shù)作為協(xié)同評(píng)分；

16、將協(xié)同評(píng)分從小到大進(jìn)行排序，對(duì)排序后的各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)利用層次分析法設(shè)置協(xié)同權(quán)重。

17、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s2中，利用層次分析法設(shè)置協(xié)同權(quán)重并結(jié)合各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)通信質(zhì)量計(jì)算整個(gè)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)同指數(shù)，具體步驟如下：

18、構(gòu)建評(píng)分矩陣，通過(guò)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同評(píng)分構(gòu)建評(píng)分矩陣比較各節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)重要性；

19、對(duì)評(píng)分矩陣每一列進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使得每一列的和等于1；

20、計(jì)算每個(gè)因素的特征值，特征值是評(píng)分矩陣每一列的加權(quán)平均值，將各節(jié)點(diǎn)的特征值作為各節(jié)點(diǎn)重要性量化值；將各節(jié)點(diǎn)的特征值作為對(duì)應(yīng)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同權(quán)重，將各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同權(quán)重與對(duì)應(yīng)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)通信質(zhì)量進(jìn)行加權(quán)求和得到整個(gè)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)同指數(shù)。

21、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s3中，當(dāng)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)同指數(shù)高于協(xié)同指數(shù)閾值，則利用靜態(tài)鏈路配置控制通信優(yōu)化算法對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化處理；

22、當(dāng)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)同指數(shù)低于協(xié)同指數(shù)閾值，則利用動(dòng)態(tài)鏈路配置控制通信優(yōu)化算法對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化處理。

23、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s3中，每次優(yōu)化處理結(jié)束后，利用信號(hào)強(qiáng)度計(jì)測(cè)量通信鏈路信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行記錄，并將當(dāng)次測(cè)量的通信鏈路信號(hào)強(qiáng)度與上次記錄的通信鏈路信號(hào)強(qiáng)度作差得到通信鏈路的信號(hào)強(qiáng)度變化量；

24、根據(jù)設(shè)定的固定采集周期對(duì)通信鏈路進(jìn)行采集，并獲取超過(guò)預(yù)設(shè)強(qiáng)度的干擾信號(hào)并統(tǒng)計(jì)其數(shù)量獲取干擾計(jì)數(shù)并記錄。

25、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s4中，綜合通信鏈路的信號(hào)強(qiáng)度變化量以及干擾計(jì)數(shù)利用多項(xiàng)式回歸算法計(jì)算當(dāng)前通信鏈路的穩(wěn)定性系數(shù)；

26、信號(hào)強(qiáng)度變化量乘以第一權(quán)重參數(shù)加上干擾計(jì)數(shù)乘以第二權(quán)重參數(shù)再加上調(diào)制常數(shù)等于穩(wěn)定性系數(shù)；

27、其中，穩(wěn)定性系數(shù)為當(dāng)前通信鏈路的穩(wěn)定性系數(shù)，信號(hào)強(qiáng)度變化量為當(dāng)次優(yōu)化調(diào)整后的通信鏈路信號(hào)強(qiáng)度變化量；

28、干擾計(jì)數(shù)為當(dāng)次優(yōu)化調(diào)整后的干擾計(jì)數(shù)，第一權(quán)重參數(shù)和第二權(quán)重參數(shù)分別為兩個(gè)參數(shù)的影響權(quán)重，調(diào)制常數(shù)為常數(shù)值；

29、取當(dāng)前通信鏈路的穩(wěn)定性系數(shù)的倒數(shù)作為下次動(dòng)態(tài)鏈路配置的調(diào)整比例；

30、將當(dāng)次動(dòng)態(tài)鏈路配置的執(zhí)行時(shí)間與調(diào)整比例的乘積作為下次動(dòng)態(tài)鏈路配置的執(zhí)行時(shí)間。

31、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s4中，每次使用動(dòng)態(tài)鏈路配置控制通信優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化處理時(shí)對(duì)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄；

32、當(dāng)處理時(shí)間達(dá)到當(dāng)次的執(zhí)行時(shí)間時(shí)，切換靜態(tài)鏈路配置對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化處理；

33、若由當(dāng)次動(dòng)態(tài)鏈路配置的執(zhí)行時(shí)間計(jì)算得到的下次動(dòng)態(tài)鏈路配置的執(zhí)行時(shí)間低于預(yù)設(shè)的處理時(shí)間閾值，則進(jìn)行預(yù)警并提示調(diào)整節(jié)點(diǎn)部署位置。

34、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟s4中，預(yù)警提示通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度計(jì)與時(shí)間記錄裝置的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，確保探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量始終處于可控范圍內(nèi)。

35、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

36、1.本發(fā)明通過(guò)獲取海洋環(huán)境中各探測(cè)節(jié)點(diǎn)的通信質(zhì)量記錄對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選標(biāo)記，采集標(biāo)記節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)并檢測(cè)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)通過(guò)的數(shù)據(jù)流量，根據(jù)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)軌跡數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)流量計(jì)算各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同評(píng)分，根據(jù)各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的協(xié)同評(píng)分以及各標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)通信質(zhì)量計(jì)算探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)同指數(shù)，通過(guò)拆分求和計(jì)算探測(cè)網(wǎng)絡(luò)整體的主要協(xié)同指數(shù)，在降低檢測(cè)成本的同時(shí)提高了通信質(zhì)量的測(cè)量精度。并分析了各節(jié)點(diǎn)的相對(duì)重要性方便后續(xù)進(jìn)行管理調(diào)用，根據(jù)主要協(xié)同指數(shù)選擇不同通信優(yōu)化策略利用通信優(yōu)化算法對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)使用動(dòng)態(tài)鏈路配置時(shí)檢測(cè)通信鏈路信號(hào)強(qiáng)度變化以及干擾信號(hào)數(shù)量計(jì)算動(dòng)態(tài)鏈路配置的執(zhí)行時(shí)間并進(jìn)行預(yù)警提示從而提高海洋移動(dòng)分布式探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的通信安全保障。