[發(fā)明專利]一種基于位圖碼字距離的漁業(yè)大數(shù)據(jù)分發(fā)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110102645.6
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112953684B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張偉;李霞瑞;柏洋洋
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L1/16
• 分類號: H04L1/16;H04L1/00;G06Q50/02;G06N3/12
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 樂俊

1.一種基于位圖碼字距離的漁業(yè)大數(shù)據(jù)分發(fā)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)配置一個源節(jié)點(diǎn)S，N個轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)以及接收層節(jié)點(diǎn)的信息，在每個轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)R_i(i＝1,2,…,N)上初始化一個解碼數(shù)據(jù)單元集合X和一個復(fù)雜碼字集合Y，設(shè)定轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)之間傳輸時初始的度的最大門限值maxdegree；

2)源節(jié)點(diǎn)S把漁業(yè)大數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)分成m份同等大小的數(shù)據(jù)塊F_i(i＝1,2,…,m)，并采用直接發(fā)送結(jié)合魯棒孤子度分布編碼方式發(fā)送各數(shù)據(jù)塊；

3)轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)塊后，將數(shù)據(jù)塊中已經(jīng)解碼的原始數(shù)據(jù)存放至解碼數(shù)據(jù)單元集合X中，將未解碼的碼字存放至復(fù)雜碼字集合Y；

4)轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)采用遺傳算法求解位圖發(fā)送頻率f以及最優(yōu)碼字距離序列，其具體步驟為：

4.1)用位圖發(fā)送頻率f、碼字距離a、時刻b、轉(zhuǎn)換序列c的參數(shù)構(gòu)成染色體；

4.2)設(shè)定種群數(shù)量為10，最大迭代次數(shù)不超過500，設(shè)置收斂條件為種群染色體適應(yīng)度值方差小于0.1，設(shè)置交叉率為0.1，變異率為0.01，并依據(jù)給定參數(shù)范圍，初始化各個染色體基因；

4.3)設(shè)定精英初始個數(shù)為0，數(shù)目上限為5，每隔30代加一次精英，挑選出本代表現(xiàn)最優(yōu)良的若干個染色體，即在第30代挑選出適應(yīng)度值最高的一個染色體，在第60代挑出適應(yīng)度值最高的兩個染色體，以此類推，在第150代挑出適應(yīng)度值最高的五個染色體，之后每隔30代都需要挑選出五個適應(yīng)度值最高的染色體，挑選出的染色體不經(jīng)過賭輪選擇和交叉變異，直接進(jìn)入下一代；

4.4)根據(jù)每個染色體基因?qū)?yīng)的參數(shù)集合進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)計算該染色體適應(yīng)度值；

4.5)計算當(dāng)前種群中各個染色體累計概率，將精英個體直接保留至下一代，然后按照累計概率，從剔除精英后的種群中選出父代染色體；

4.6)按照交叉率和變異率對父代染色體進(jìn)行基因交叉和變異，得到的染色體集合稱為子代染色體，將父代染色體與子代染色體混合，得到下代種群，至此完成遺傳算法的一次迭代過程；

4.7)當(dāng)種群染色體適應(yīng)度值方差小于0.1，或迭代次數(shù)達(dá)到500時，停止迭代；

5)轉(zhuǎn)發(fā)層隨機(jī)選擇一個相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)S發(fā)送輪次大于碼字的度轉(zhuǎn)化時刻，令最大門限值maxdegree加1，傳輸時所有碼字的度不大于度的最大門限值maxdegree，并根據(jù)位圖發(fā)送頻率f以及最優(yōu)碼字距離序列選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼操作，進(jìn)行碼字交換；

6)重復(fù)步驟3)～5)，直到對所有碼字完成解碼，將解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的接收層節(jié)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于位圖碼字距離的漁業(yè)大數(shù)據(jù)分發(fā)方法，其特征在于：所述步驟2)的具體步驟為：

2.1)源節(jié)點(diǎn)S把漁業(yè)大數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)分成m份同等大小的數(shù)據(jù)塊F_i(i＝1,2,…,m)，并依次將數(shù)據(jù)塊F₁,F₂,…,F_m發(fā)送給各個轉(zhuǎn)發(fā)層節(jié)點(diǎn)；

2.2)計算理想孤子度分布，計算公式為：

式中，ω(d)表示理想孤子度分布，d表示數(shù)據(jù)塊的編號，m表示數(shù)據(jù)塊總個數(shù)；

2.3)計算譯碼過程中期望的度為1的編碼數(shù)據(jù)包個數(shù)g，計算公式為：

式中，μ為譯碼器未能完全恢復(fù)原始信息的概率，c為0和1之間的某一常數(shù)；

2.4)定義一個正數(shù)函數(shù)τ(d)，

2.5)將理想孤子度分布ω加到正函數(shù)τ上，再進(jìn)行歸一化，得到魯棒孤子度分布函數(shù)，魯棒孤子度分布函數(shù)為：

式中，表示采用魯棒孤子度分布進(jìn)行編碼時，編碼包度為d的概率，Z表示度從1到d的理想孤子度分布ω加到正函數(shù)τ上之和，Z的計算公式為：

Z＝∑_d(ω(d)+τ(d)) (5)；

2.6)根據(jù)魯棒孤子度分布函數(shù)，選擇度為d的編碼包進(jìn)行發(fā)送。