變分率時(shí)域技術(shù)的光通信數(shù)據(jù)預(yù)處理分析

新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 丁萬霞

在通信技術(shù)發(fā)展速度極快的當(dāng)下，對(duì)光通信加以應(yīng)用的頻率較過去有所提高。作為光通信節(jié)點(diǎn)而存在的激光傳感器，其作用主要是基于激光所發(fā)出管線強(qiáng)度，在有效識(shí)別信息的基礎(chǔ)上，完成光強(qiáng)度接收與光通信采集等工作。研究表明，處于運(yùn)行狀態(tài)的激光傳感器較易被外界因素所影響，進(jìn)而產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)，由此可見，圍繞可使冗余數(shù)據(jù)得到有效消除的方法展開研究很有必要。

1 技術(shù)研究背景

對(duì)光通信而言，消除冗余數(shù)據(jù)所帶來積極影響，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，分別是為數(shù)據(jù)有效性提供保證、使光通信效率得到顯著提高。翻閱現(xiàn)有文獻(xiàn)可知，我國(guó)關(guān)于冗余數(shù)據(jù)消除研究所取得成果如下：其一，確定相同數(shù)據(jù)適用消除方法。該方法需要對(duì)激光傳輸不同回波距離進(jìn)行比較，若距離是0，代表有冗余數(shù)據(jù)存在，此時(shí)，便可將冗余數(shù)據(jù)消除。在長(zhǎng)期實(shí)踐過程中有關(guān)人員發(fā)現(xiàn)，該方法雖然可做到快速提取冗余數(shù)據(jù)，卻難以確保冗余數(shù)據(jù)盡數(shù)得到消除。其二，基于模糊理論對(duì)消除方法加以確定。對(duì)該方法加以使用的步驟：①對(duì)冗余數(shù)據(jù)做預(yù)處理，例如：去噪。②參考哈希算法，完成計(jì)算數(shù)據(jù)相似度的工作，若數(shù)據(jù)和閾值要求相符，則可對(duì)其副本進(jìn)行保留，剩余數(shù)據(jù)均被歸入冗余數(shù)據(jù)的行列。③消除冗余數(shù)據(jù)。然而，該方法極易出現(xiàn)識(shí)別不準(zhǔn)的問題，數(shù)據(jù)損壞甚至丟失的情況時(shí)有發(fā)生。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理流程

2.1 獲取冗余數(shù)據(jù)

以光通信數(shù)據(jù)大致相同為前提展開研究可知，存在大量可能帶來干擾的冗余數(shù)據(jù)的情況無法避免，由此可見，提取冗余數(shù)據(jù)很有必要。作為強(qiáng)調(diào)變分率頻率+變分率時(shí)域的一種分析方法，小波變換的優(yōu)勢(shì)主要是其具備同時(shí)分析數(shù)據(jù)頻域及時(shí)域的功能。工作人員計(jì)劃利用小波包對(duì)a(t)的i層光通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，在重新構(gòu)造小波節(jié)點(diǎn)的前提下，明確各節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)小波包實(shí)際系數(shù)?；谛〔ò鼘?duì)激光傳感信號(hào)進(jìn)行分解所得總能量如下：

其中，E代表總能量。l代表頻段。若對(duì)節(jié)點(diǎn)能量做歸一化處理，則可得到以下表達(dá)式：

其中，q(i,j)代表各節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)頻段實(shí)際能量的百分比。

工作人員可利用上述解析式，對(duì)提取過程做縮短處理，關(guān)于縮短量的表述如下：

2.2 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理

工作人員以上述環(huán)節(jié)所創(chuàng)建可被用來提取冗余數(shù)據(jù)的模式為依托，基于支持向量機(jī)，結(jié)合提取冗余數(shù)據(jù)所展現(xiàn)出特征，對(duì)其類別進(jìn)行劃分。關(guān)于數(shù)據(jù)特征，工作人員可選擇線性可分/非線性可分作為研究切入點(diǎn)，利用不同樣本集所適用分類模型，確保冗余數(shù)據(jù)能夠得到有效消除。

圖1 線性可分分類

其中，αi代表函數(shù)乘子，其數(shù)值往往不小于0。結(jié)合超平面創(chuàng)建參數(shù)，對(duì)可被用來進(jìn)行分類判斷的函數(shù)加以確定，即：

待上述環(huán)節(jié)告一段落，工作人員便可利用該函數(shù)對(duì)x類別進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。研究表明，非線性情況在樣本集中較為常見，若要對(duì)樣本集做科學(xué)分類處理，關(guān)鍵是經(jīng)由映射函數(shù)，將冗余數(shù)據(jù)特征向高維度空間進(jìn)行映射，此時(shí)，優(yōu)化問題便會(huì)轉(zhuǎn)變成：

其中，K(xi,xj)代表核函數(shù)。對(duì)支持向量機(jī)而言，可決定性能的核心因素為參數(shù)，因此，工作人員應(yīng)提前明確支持向量機(jī)對(duì)應(yīng)懲罰參數(shù)以及核函數(shù)參數(shù)，一般來說，支持向量機(jī)所表現(xiàn)出性能，通常會(huì)隨著上述參數(shù)取值的變化而發(fā)生變化。

3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)所選取服務(wù)器型號(hào)為IBM X3850 X5，該服務(wù)器的配置如下：8核CPU，16GB內(nèi)存，500GB硬盤。工作人員分別采用常規(guī)方法及上文所介紹方法，對(duì)冗余數(shù)據(jù)做消除處理，通過比對(duì)消除結(jié)果，得出以下結(jié)論：

常規(guī)方法存在消除過程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)的不足。而上文所介紹方法對(duì)CPU進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)間較常規(guī)方法更短，這是因?yàn)樵摲椒▽⒇暙I(xiàn)較小數(shù)據(jù)與無用數(shù)據(jù)畫上等號(hào)，基于小波包理論完成提取冗余數(shù)據(jù)的工作，實(shí)際結(jié)果表明，不對(duì)貢獻(xiàn)較小數(shù)據(jù)加以考慮，通常不會(huì)給消除效果帶來顯著影響，真正做到了既對(duì)冗余消除率進(jìn)行提高，又使CPU得到有效利用。

關(guān)于消除冗余數(shù)據(jù)后字節(jié)傳輸情況，上文所介紹方法的表現(xiàn)較常規(guī)方法更接近理想水平，這表明即便存在冗余消除度大的情況，該方法也能在確保冗余消除度達(dá)到預(yù)期的基礎(chǔ)上，對(duì)字節(jié)的節(jié)省率進(jìn)行大幅提高，可進(jìn)行大范圍推廣與應(yīng)用。

結(jié)論：文章以光通信常見冗余系數(shù)為研究對(duì)象，利用變分率時(shí)域相關(guān)技術(shù)對(duì)預(yù)處理相關(guān)數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行了詳細(xì)說明。該方法強(qiáng)調(diào)以變分率時(shí)域相關(guān)技術(shù)為依托，在對(duì)數(shù)據(jù)特征做提取與分類處理的基礎(chǔ)上，結(jié)合分類結(jié)果完成消除冗余數(shù)據(jù)的工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，若數(shù)據(jù)有較高冗余消除度，該方法優(yōu)勢(shì)可得到充分發(fā)揮，在確保冗余數(shù)據(jù)得到充分消除的前提下，對(duì)無用功數(shù)據(jù)所占用字節(jié)數(shù)量加以控制，避免資源被不必要浪費(fèi)的情況出現(xiàn)。