船舶通信系統的異常數據檢測

徐益華

互聯網促進了各行業的發展，船舶通信系統利用無線通信以及遙感通信等方式有效實現數據傳輸以及信號輸出系統，通過通信系統能夠實現聲音、圖像等信息數據傳輸。在遠程無線通信系統當中，因為不同時延和幅度的多個分量的干擾，使得整體的通信信道均衡性不好，容易出現碼間干擾和船舶通信系統的異常數據，會對船舶無線通信系統數據傳輸質量帶來嚴重的影響，所以有必要對通信系統抗干擾設計以及進行船舶通信系統的異常數據檢測，通過船舶通信系統的異常數據檢測實現通信信道均衡處理和碼間干擾抑制，能夠更好地實現船舶通信系統的故障診斷分析，文章通過對船舶通信系統船舶通信系統的異常數據檢測，對提高整個通信系統穩定性具有重要的意義。

一、通信網絡異常分析

當前，對于船舶通信系統船舶通信系統的異常數據分析，一般都是由兩部分組成，第一部分船舶異常信號的稀疏化表示，第二部分通信網絡的恢復與重構。

1.船舶異常信號的稀疏化

船舶通信系統船舶通信系統的異常數據檢車信號稀疏化中，是完成通信網絡異常分析的前提條件，從直觀上來說，因為船舶異常信號具有一定的稀疏性，在所有船舶信號中，只有少部分異常元素會保持零狀態，大多數數據都是始終維持零值。

2.通信網絡的恢復與重構

關于船舶通信系統的恢復以及重構，是完成整個通信船舶通信系統的異常數據檢測的核心。船舶通信系統的異常數據在進行稀疏化處理上，對于整個系統船舶通信系統的異常數據的恢復以及重構一般可以分為三種方法，第一，凸優化方法，第二，貪婪化方法，第三，組合方法。在進行凸優化方法，增加一定的約束條件方式，才能夠獲得船舶異常信號最稀疏解，同時也可以結合數據采用極小化原理，實現船舶通信系統逼近處理。對于貪婪化方法，其實是在每一次的迭代選擇船舶異常信號的過程中，一般都是需要結合信號進行匹配，實現整個船舶通信網絡的逼近處理。對于組合方法，需要對船舶異常信號實施結構化采樣，結合模塊的方式，實施不同的處理方式檢測船舶通信系統的異常數據。

二、構建模型

1.構建信道均衡模型

構建信道均衡模型過程中，需要采用分數間隔均衡呢個的方法進行通信系統信號均衡設計，文章以研究船舶通信系統作為遠程無線系統，無線船舶系統在接收信號時候，一般都是以光波作為信號，然后通過光碼分多址編解碼技術進行碼元擴頻處理，用字母H代表船舶通信系統輸出信道的帶寬，在船舶系統輸出信號帶寬受距離的約束下，需要分析遠程無線船舶系統的信道沖擊響應，然后根據寬帶多普勒原理，發現構建信道均衡模型樂帶有分數間隔均衡器的數字船舶通信系統的等效傳輸信道模型。船舶通信系統中運行過程中，存在船舶通信系統的異常數據主要是因為受到碼間干擾，需要通過自適應間隔進行碼間干擾抑制，需要在最差的信道條件下，對于船舶通信系統的訓練序列一般都是可以利用均衡器進行自適應算法進行調制調節，均衡器一般都是需要依靠濾波器運行下實現，通過濾波器實現分數間隔輸出洗腦，就能夠得到對應的濾波函數：

上述公式當中，H代表的是頻域均衡的能量損失;M代表的是擴展信道的衰減系數，其中K（m）是m傳輸信道的傳播因子;a^mk代表的是擴展信道的衰減系數;Tm代表的是為波爾茲曼常數。

2.碼間干擾濾波

構建均衡信道模型過程中，需要對船舶通信系統船舶通信系統的異常數據進行優化檢測，文章采用一種基于頻譜特征提取和分數間隔均衡的船舶通信系統船舶通信系統的異常數據檢測方法，采用格型濾波器進行通信系統傳輸鏈路的碼間干擾濾波，具體的步驟如下：首先需要對船舶通信系統船舶通信系統的異常數據分布節點，船舶通信系統的異常數據通常出現于休眠節點和傳輸節點的Sink端，一般都是需要對濾波器進行匹配，然后間隔抽頭的均衡器，對船舶通信系統的異常數據干擾節點進行過濾，利用連續小波變化對船舶通信系統的異常數據信號進行經驗模態特征分解，需要結合濾波器進行船舶通信系統的異常數據的干擾濾波，并且通過遞推提后修正后輸入通信信號，也就是船舶通信系統的異常數據的頻譜特x（k）xl（n）x（k-l），…，x（k-M），需要有數據直接得到的估計值代替梯度向量，通過選擇適當的相位θ1（k），使y（k）y*（k）最小，這里“*”代表復共軛;對于匹配濾波器需要進行船舶通信系統船舶通信系統的異常數據的抽樣判斷，自適應均衡器的抽頭數L，0<μ<2/LSmax，Smax是抽頭輸入的功率譜密度，得到船舶通信系統傳輸鏈路的碼間干擾濾波的迭代公式為：

公式中μ代表的離散時間線性系統收斂控制參數;φ（k）代表的是船舶通信系統的自適應均衡輸出期望響應信號φ（k）對參數θ1（k）的差異值。對于u（k）代表的是輸入通信信號，需要根據最小均方誤差準確進行抽樣判決，有效實現傳輸鏈路的碼間干擾濾波。

3.船舶通信系統的異常數據檢測算法優化

在上述采用額格型濾波器進行船舶通信系統傳輸鏈路碼間干擾濾波的基礎上，需要對濾波進行處理，對于輸出通信信號需要對頻譜出現的特點進行提取，最后整理以后就能夠得船舶通信系統的異常數據檢測傳遞函數：

對于輸入到船舶通信系統鏈路層的船舶通信系統的異常數據u（k）經過自適應抽頭處理后，需要利用上述的碼間干擾抑制方法進行噪聲濾波，最終使得輸出功率譜密度與期望相應之間的誤差最小，假設d（k）代表時刻抽頭權向量，通過結合最小二承準則，會得到船舶通信系統的異常數據檢測的誤差，需要同時對兩邊取數學期望，根據船舶通信系統輸出數據的非平穩特點，需要充分考慮船舶通信系統的異常數據以及正常傳輸數據之間的差異性，有效實現船舶通信系統船舶通信系統的異常數據檢測，到啊最終的檢測輸出結果：

公式中，x（t）代表的是原始抽頭參量;t0代表的是初始采樣時間點;Specy（t，v）代表的是已輸入信號的頻譜特征;v₀代表的是正則化參數;v代表的是船舶通信系統的異常數據的噪聲強度。通過利用上述公式，對于檢測算法設計，能夠有效實現船舶通信系統的異常數據檢測優化。

三、實證分析

為了檢驗船舶通信系統船舶通信系統的異常數據檢測方法的應用性能，一般都是需要進行仿真實驗，通常采用是VisuaIC++編程設計，船舶通信系統在接收信號一般都是以2倍以上波特率進行采樣，通常采樣間隔T/L為碼元T的1/L倍，即為1200 Hz，對于整個通信系統原始傳輸數據采樣長度為1024，均衡器階數為24階，文章CIA用的信號選擇用線性調頻信號，信道中的碼間干擾強度為-1OdB，通過構建均衡模型，進行碼間干擾濾波，使得最終的載波頻率比較高，信號的調制性能比較好，能夠有效抑制碼間干擾，提高了對船舶通信系統的異常數據的檢測準確性，圖1中，通過分析檢測性能曲線的對比，采用不同的方式進行1000次的蒙特卡羅實現進行船舶通信系統的異常數據檢測的檢測性能曲線，研究發現船舶通信系統的異常數據檢測的準確檢測概率較高，并且整體的功能性能好，能夠有效避免船舶通信系統中輸出出現誤碼和失真。

四、結語

通過對船舶通信系統的異常數據信號的特征提取和譜分析，實現船舶通信系統的異常數據挖掘和分類識別，本文提出一種基于頻譜特征提取和分數間隔均衡的船舶通信系統船舶通信系統的異常數據檢測方法，采用分數間隔均衡方法進行船舶通信系統的信道均衡設計，進行碼間干擾濾波和船舶通信系統的異常數據的頻譜特征提取，實現船舶通信系統的異常數據優化檢測。本文方法進行異常數檢測的準確檢測性能較好，具有較強的抗干擾能力。