[發明專利]一種復雜監控網絡中的數據打包方法及系統

有效

• 申請號: 201710380974.0
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107204877B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 李歧強;徐磊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/801
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：將信道的誤碼率與測點數據的上傳周期要求作為參數，建立包含時間的多尺度約束的優化模型，利用基于種群的啟發式算法求解，以實現網絡連接與數據發送次數的最小化，所述優化模型為：

s.t.k_j＝N_j/T_j

T_j·x_ij≤I_i

其中，k表示單位時間內所有測點組的數據傳輸次數總和，j_max表示求解過程中所得到的j的最大值，k_j表示單位時間內第j組測點的數據傳輸次數，N_j表示成功傳輸第j組數據所對應的實際發送次數期望，T_j表示第j組測點的數據傳輸時間間隔，p_j表示第j組測點的數據所打包而成的數據幀的誤幀率，w表示求取數學期望過程中的中間變量，L_j表示第j組測點的數據包大小，p_e表示匯集單元與上級數據單元之間信道的誤碼率，L_a表示協議封裝所需要的固定字節數，n表示匯集單元下的測點總數，a_i表示第i個測點每次發送的數據量，x_ij表示第i個測點是否在j組中的布爾變量，I_i表示第i個測點的上傳周期要求。

2.如權利要求1所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：預設多個固定格式與內容的數據幀，將接收到的數據與其預設的數據進行對比，從而計算得出匯集單元與上級數據單元之間的信道誤碼率。

3.如權利要求1所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：建立優化模型時采集測點的數量、各測點標識名、各測點數據的上傳周期上限、各測點每次上傳的字節數和傳輸協議所需要添加的固定字節數。

4.如權利要求1所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：優化模型的目標函數為單位時間內所有測點組的數據傳輸次數總和最小。

5.如權利要求1所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：優化模型的約束條件包括第j組測點的數據傳輸時間間隔與第i個測點是否在j組中的布爾變量的乘積小于等于第i個測點的上傳周期要求。

6.如權利要求1所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：按照上傳周期大小，對測點進行排序；通過誤碼率與最佳幀長的對照表，獲得當前誤碼率下的最佳幀長；按照順序將測點每次發送的數據量進行累加至接近或首次超過最佳幀長，并將參與該次求和的測點劃分為一組，其后此和清零，并繼續向后進行累加，重復此過程至結束，由此快速獲取一個直觀較優組合。

7.如權利要求6所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：在求解過程中，將直觀較優組合作為一個初始解，對優化模型進行求解。

8.如權利要求1所述的一種復雜監控網絡中的數據打包方法，其特征是：利用粒子群算法對優化模型進行求解，得到數據打包的最優組合方案。

9.一種復雜監控網絡中的數據打包系統，其特征是：包括上級數據單元、匯集單元和建模及求解服務器，其中：

所述上級數據單元向匯集單元發送非校驗的預設數據幀，匯集單元將直接接收到的數據與預設的數據幀進行對比，計算匯集單元與上級數據單元之間傳輸信道的誤碼率；讀取傳輸協議所需添加的固定字節數、匯集單元下的測點數量、各測點的數據上傳周期設置與各測點每次上傳的數據量大小；

建模及求解服務器，被配置為根據匯集單元獲得的參數，構建含時間多尺度約束、以發送次數最少為優化目標的混合整數規劃優化模型；并利用啟發式算法對優化模型進行求解，得到數據打包的最優組合方案，所述優化模型為：

s.t.k_j＝N_j/T_j

T_j·x_ij≤I_i

其中，k表示單位時間內所有測點組的數據傳輸次數總和，j_max表示求解過程中所得到的j的最大值，k_j表示單位時間內第j組測點的數據傳輸次數，N_j表示成功傳輸第j組數據所對應的實際發送次數期望，T_j表示第j組測點的數據傳輸時間間隔，p_j表示第j組測點的數據所打包而成的數據幀的誤幀率，w表示求取數學期望過程中的中間變量，L_j表示第j組測點的數據包大小，p_e表示匯集單元與上級數據單元之間信道的誤碼率，L_a表示協議封裝所需要的固定字節數，n表示匯集單元下的測點總數，a_i表示第i個測點每次發送的數據量，x_ij表示第i個測點是否在j組中的布爾變量，I_i表示第i個測點的上傳周期要求。