[發明專利]一種實現多種交換機測試機的多通信系統及方法

有效

• 申請號: 202010590671.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111756600B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 王卓明
• 申請（專利權）人: 廈門長江電子科技有限公司
• 主分類號: H04L43/08
• 分類號: H04L43/08;H04L43/50;G06K9/62
• 代理公司: 廈門荔信律和知識產權代理有限公司 35282
• 代理人: 楊光

1.一種實現多種交換機測試機的多通信系統，其特征在于：所述系統包括：

交換機設備層，其內設置有不同型號的交換機和交換機檢測設備，所述交換機檢測設備檢測的數據集類型至少包括交換機的物體特性測試數據、功能測試數據、性能測試數據、管理測試數據或者可靠性測試數據，其中所述功能測試數據至少包括吞吐量測試數據、傳輸時延測試數據、丟包率測試數據或者背靠背測試數據；其中所述交換機檢測設備設置有兩種以上的兼容式通信接口所述通信接口至少為RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、載波通信信道接口、TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太網通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、藍牙通信信道接口或光纖通信信道接口；其中所述交換機檢測設備為一臺測試機，所述交換機為兩種以上型號的交換機，所述兼容式通信接口至少兼容兩種不同形式的通信通道接口；所述兼容式數據通信接口還具有數據通信協議轉換的功能，能夠實現不同通信協議之間的互轉；

數據傳輸層，其內設置有線通信模塊或無線通信模塊，用于接收并傳遞所述交換機設備層檢測到的交換機測試數據信息；其中所述有線通信模塊至少包括RS485通信模塊或RS232通信模塊，所述無線通信模塊至少包括TCP/IP網絡系統、ZigBee無線網絡、GPRS通信模塊或CDMA無線通信、3G網絡通信、4G網絡通信、WLAN通信、LTE通信、云端服務器或藍牙通信模塊；其中所述數據傳輸層內還設置有多通信識別模塊和通道控制單元，所述多通信識別模塊用來識別多個交換機檢測數據輸出信息傳遞的通信接口的物理層通信參數，并且所述多通信識別模塊包括信號接收單元、信號測量單元和信號輸出單元，所述信號接收單元的輸出端與所述信號測量單元的輸入端連接，所述信號測量單元的輸出端與所述信號輸出單元連接；其中所述信號測量單元為基于CPU、RAM或ROM電路的測量單元，通過信號接收單元接收各通信接口傳遞數據的鏈路層、網絡層、傳輸層或應用層的通信參數，其中所述通道控制單元用來根據所述通道識別單元識別出的信息進行切換信號傳輸通道，所述通道控制單元包括控制器、信息均衡器和通信調制器，其中：所述控制器分別與所述信息均衡器和通信調制器連接，所述控制器包括輸入端口、中央控制單元和輸出端口，所述輸入端口的輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元的輸出端與所述輸出端口的輸入端連接；其中所述中央控制單元為SC91F722微控制芯片，所述SC91F722微控制芯片至少連接有A/D轉換單元、濾波電路和開關電路；所述信息均衡器包括發送濾波器、通信信道、接收濾波器、信息均衡模型和決策器，其中所述發送濾波器的輸出端與所述通信信道的輸入端連接，所述通信信道的輸出端與所述接收濾波器的輸入端連接，所述接收濾波器的輸出端與所述信息均衡模型的輸入端連接，所述信息均衡模型的輸出端與所述決策器的輸入端連接；所述通信調制器包括調制接口、擴頻模塊、調制模塊、信道模塊、擴頻處理模塊、解擴模塊、解調模塊和調制輸出模塊，其中所述調制接口的輸出端與所述擴頻模塊的輸入端連接，所述擴頻模塊的輸出端與所述調制模塊的輸入端連接，所述調制模塊的輸出端與所述信道模塊的輸入端連接，所述信道模塊的輸出端與所述擴頻處理模塊的輸入端連接，所述擴頻處理模塊的輸出端與所述解擴模塊的輸入端連接，所述解擴模塊的輸出端與所述解調模塊的輸入端連接，所述解調模塊的輸出端與所述調制輸出模塊的輸入端連接；

數據管理層，其內設置有云端處理器或者計算機管理系統，所述云端處理器的硬件配置為Intel Xeon E3-1220v53.0GHz，內核為四核，內存為8GDDR4，硬盤為1＊Intel企業級SSD，1＊SATA 1T，網卡為2＊千兆網口；工作機節點的硬件CPU型號為Intel XeonE53.0GHZ，所述工作機節點的內存為8GB，硬盤容量為1TB，其中所述云端處理器內還設置有RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、載波通信信道接口、TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太網通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、藍牙通信信道接口或光纖通信信道接口；所述云端處理器還包括存儲單元，用于存儲交換機測試過程中的各種的測量數據信息，其中所述存儲單元包括個人云存儲單元、私有云存儲單元、公有云存儲單元和混合云存儲單元；其中所述云端處理器至少還包括分布式存儲模塊、數據傳輸接口、CPU、內存、磁盤、帶寬和云網絡接口，所述云端服務器通過將規模級的底層服務器通過集約化、虛擬化構建起云端資源池，然后從資源池中調配計算資源組建而成，其中所述CPU、內存、磁盤或帶寬以自由組合的方式存在；其中所述計算機管理系統的型號為Intel(R)Core(TM)i7-3770CPU@3.40GHz，內存為160GB；

數據處理層，其內設置有數據處理模塊和數據融合模塊，其中所述數據處理模塊為聚類算法模塊、蟻群算法模塊、關聯算法模塊、決策樹算法模塊、BP神經網絡算法模塊、KNN算法模塊、支持向量機算法模塊、VSM法模型或k-近鄰素算法模塊；所述數據融合模塊屬于應用層，其內至少設置有主站、客戶端或者計算機管理系統，用于對交換機的測試數據進行計算、存儲或者遠程、在線和實時監控，進而實現交換機測試狀態的智能監控；

通過數據處理模塊對接收到的交換機數據信息進行數據預處理，所述數據預處理的方法為大數據降維主成分分析方法，所述主成分分析方法的步驟為：

(1)標準化數據；假設交換機大數據樣本數據緯度為p，隨機向量為x＝(x₁，x₂，...，x_p)^T；則對于i個交換機大數據樣本，存在：x_i＝(x_i1，x_i2，...，x_ip)^T，其中i＝1，2，...，n；當n＞p時，對樣本陣元進行標準化變換，其中標準化變換公式為：

其中i＝1，2，...，n；j＝1，2，...，p；

(2)求出所述步驟(1)的標準化矩陣Z的相關系數矩陣；

R＝[r_ij]p；(4)

其中：

其中i，j＝1，2，...，p；

(3)確定主成分，通過求解相關矩陣R的特征方程得出，所述方程為：

|R-λI_p|＝0 (7)

在確定n的值時，通過以下公式：

在公式(8)中的每個λ_j，j＝1，2，...，n，解方程組得出：

R_b＝λ_jb (9)

通過公式(9)得出特征向量

(4)然后再將標準化后的指標變量轉換為主成分，則有

其中j＝1，2，...，n；并且U₁稱為第一主成分，U₂稱為第二主成分，U_j稱為第j主成分；

(5)然后對n個主成分進行綜合評價，并且對n個主成分進行加權求和，即得最終評價值，權數為每個主成分的方差貢獻率；

其中：所述交換機設備層的輸出端與所述數據傳輸層的輸入端連接，所述數據傳輸層的輸出端與所述數據管理層的輸入端連接，所述數據管理層的輸出端與所述數據處理層的輸入端連接，所述數據處理層的輸出端與所述應用層的輸入端連接；

所述兼容式通信接口通過應用組合算法模型實現不同信息的通信；所述組合算法模型的構建方法為：

(1)信息參數數據采集；分別獲取RS232通信通道接口、RS485通信通道接口、載波通信信道接口、TCP/IP通信信道接口、RS422通信信道接口、以太網通信信道接口、CAN通信信道接口、USB通信信道接口、WIFI通信信道接口、ZigBee通信信道接口、藍牙通信信道接口或光纖通信信道接口的通信參數數據，由于通信通道接口不同，則收到的信息參數數據信息也不同；

(2)匯總讀取的參數信息；以便于分析和處理；分別通過決策樹算法模型、回歸算法模型和BP神經網絡算法模型計算通信通道的參數數據信息，其中所述決策樹算法模型對各種不同數據信息進行分類；回歸算法模型能夠在獲取的信息參數數據中，通過構建自變量與因變量之間的相關關系，構建信息參數數據影響變量之間的回歸方程，把回歸方程作為算法模型，進而揭示出影響信息參數數據的因變量之間的關系；所述BP神經網絡算法模型按照誤差逆傳播算法訓練的多層前饋網絡，學習并存貯大量的輸入和輸出模式映射關系；

(3)信息調制，利用信息均衡器實現多信息傳輸時的信息均衡，利用通信調制器實現多通道聯合通信調制；

(4)參數信息分析；將決策樹算法模型、回歸算法模型和BP神經網絡算法模型輸出數據匯總起來，構成組合計算算法模型，然后進行決策分析，輸出交換機測量數據信息通道參數數據將所述交換機測量數據信息通道參數數據與不同通信通道接口的通信協議進行匹配，進而選擇出合適的數據通道。