基于LSTM的水声网络数据实时故障检测及恢复方法

    公开(公告)号:CN115002824B

    公开(公告)日:2024-08-20

    申请号:CN202210578580.7

    申请日:2022-05-25

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 基于LSTM的水声网络数据实时故障检测及恢复方法,涉及水声网络。将LSTM应用于水声网络的每个节点处,基于LSTM对节点最初的感知数据进行训练得到优化的LSTM网络模型,将检测时刻前一定长度的数据输入模型并预测检测时刻的感知数据,进而计算真实感知数据与预测值的相对误差,最后通过相对误差的绝对值与阈值相比较而判断此刻感知数据是否存在故障,并且及时以预测值替换存在故障的感知数据而达到故障恢复的作用。避免簇头或基站搜集数据时数据传输耗时而导致故障检测的延时,实现对节点数据故障的实时检测;同时,也实现对水声网络节点感知数据故障的及时恢复机制,保证网络传输数据的可靠性。

    一种基于分块引导网络的水声传感网路由方法

    公开(公告)号:CN116388887A

    公开(公告)日:2023-07-04

    申请号:CN202310396882.7

    申请日:2023-04-14

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种基于分块引导网络的水声传感网路由方法,涉及水下通信。在水声传感网中通过广播GUIDE数据包构建引导网络,根据节点到达目的地的跳数和节点剩余能量,进行传输节点路径选择。对引导网络进行分块,划分成多个引导网络单元,每个引导网络单元设置一个头节点,负责在引导网络失效时对引导网络进行修复。当引导网络单元失效时,网络单元的头节点重新发送GUIDE包,GUIDE包仅在引导网络单元内传输,对该网络单元进行修复。当整个水声传感网中50%以上的引导网络单元失效时,则对整体网络进行修复。完善引导网络修复机制,以减少网络重建消耗的能量和产生的时延,得到一个可降低网络能耗、提高网络整体生存周期的路由解决方案。

    一种基于数据分组的小样本深度学习水声目标识别方法

    公开(公告)号:CN116108353B

    公开(公告)日:2023-06-16

    申请号:CN202310384534.8

    申请日:2023-04-12

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种基于数据分组的小样本深度学习水声目标识别方法,涉及水声识别领域。在深度学习的水声识别方法中,水声样本训练集被交错划分为n组子训练集;水声样本训练集使用子训练集,以水声识别子模型的形式独立训练,以降低水声数据搜集周期长导致的小样本问题对训练效果的不良影响;在水声识别子模型的训练过程中,迭代输出损失值,加权计算出总模型的总损失值,采用总损失值梯度下降算法的子模型权重迭代计算,以达到减缓水声数据中的少量异常数据对模型训练的干扰效果的目的。

    一种类病毒潜伏期的水声通信网络数据保密传输方法

    公开(公告)号:CN112566108B

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202011354201.3

    申请日:2020-11-26

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种类病毒潜伏期的水声通信网络数据保密传输方法,涉及水下通信。确定水声通信网络中各个节点类型,分为信源节点、中继节点和目的节点;根据传输数据的信息重要度设定潜伏期长短和目的节点成功译码所需的最低数据子包数量阈值,信源节点按设定的潜伏期长短将原始数据分为n个数据子包,依次传输给不同节点;当目的节点接收的数据子包数量超过设定的成功译码所需最低数据子包数量阈值时,目的节点呈现临床病症,暴露已受感染,结束潜伏期;由于免疫节点的数量远小于易感染节点的数量,潜伏期结束前,水声通信网络可实现水声数据的保密传输。借鉴病毒潜伏期病毒在细胞间感染而不呈现出症状/不暴露目标的特点,实现水声数据保密传输。

    面向海洋物联网的水声通信边缘计算时延和能耗优化方法

    公开(公告)号:CN112787920B

    公开(公告)日:2021-11-19

    申请号:CN202110236065.6

    申请日:2021-03-03

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 面向海洋物联网的水声通信边缘计算时延和能耗优化方法,涉及海洋物联网、边缘计算及水声通信。通过引入边缘计算概念,设计海洋物联网边缘层构架,将水下节点分簇,设簇头CH节点为雾计算节点、自主水下航行器为移动边缘计算节点、水面浮标Sink节点为微云计算节点,共同构成边缘层;根据任务复杂度和计算任务时延敏感性情况,对计算任务进行分级;以计算任务分级情况和节点计算资源为约束条件,以最小化决策时延和系统能耗为目标函数进行优化,将计算任务分别卸载至CH节点、AUV和Sink节点,优化计算任务卸载方案,对水声通信网络计算资源的分配进行更加合理的规划,实现海洋物联网中基于边缘计算的水声通信时延和能耗优化。

    基于区块链技术的水声协作网络多移动设备身份验证方法

    公开(公告)号:CN112788527B

    公开(公告)日:2021-09-21

    申请号:CN202110017868.2

    申请日:2021-01-07

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 基于区块链技术的水声协作网络多移动设备身份验证方法,涉及水声网络。将区块链技术引入以水声网络为基本构架的海洋物联网,根据水声数据传输的时间消耗模型,提出主、副簇头协作的多移动设备身份验证方法,虽然在初次入网身份验证时耗费一定的区块链共识时间,但是当该外围移动设备移动到其它集群请求再次入网时,其它集群的主簇头、副簇头在区块链的公共账本上查账后无需对其再进行身份验证,节约入网的身份验证时间。主、副簇头协作方案,使得在有副簇头的情况下,主、副簇头在接收到身份验证请求后可同时对两个外围移动设备进行初次身份验证与查账,比没有副簇头的情况节省更多时间,使水下移动设备请求入网的身份验证时延显著降低。

    一种基于声暴露级的海洋工程信号自动提取方法

    公开(公告)号:CN110046676B

    公开(公告)日:2021-08-03

    申请号:CN201910342563.1

    申请日:2019-04-26

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种基于声暴露级的海洋工程信号自动提取方法,涉及海洋工程领域,采用变步长偏移截取分析技术依次从海量数据中截取数据段,并进行半波正向包络数字检波,通过信号幅度、宽度的二维门限触发技术确认当前数据段中是否包含疑似信号,实现初步筛选;再利用中心区间触发技术将疑似信号的完整波形显示于当前分析数据段后,提取疑似信号;建立代表信号的声暴露级特征向量(包含强度和有效长度两个分量),计算疑似信号与参考信号声暴露级特征向量间的标准化欧氏距离,从而判定疑似信号是否为目标信号。该方法可从海量的原始噪声数据中自动提取具有显著声暴露级特征的海洋工程信号,性能可靠,可取代人工提取方法,有效提高工作效率。

    一种利用移动平台集群的水声通信方法及系统

    公开(公告)号:CN109714112B

    公开(公告)日:2021-02-26

    申请号:CN201910151433.X

    申请日:2019-02-28

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开了一种利用移动平台集群的水声通信方法,移动平台集群包括用于在水下采集信息的主平台通信机和多个从平台通信机,方法包括以下步骤:S1:利用主平台通信机接收来自多个从平台通信机的信息;S2:信息经过处理后得到接收信号,利用主平台通信机对接收信号进行相关运算处理以捕获帧同步信号;S3:对帧同步信号进行多普勒估计以获得多普勒因子;S4:对接收信号根据多普勒因子进行重采样处理以进行多普勒补偿;S5:在主平台通信机根据所述多普勒因子对将要发送到从平台通信机的发射信号进行重采样处理以进行多普勒预补偿。通过在主平台通信机上进行多普勒估计和多普勒补偿等复杂运算,大大降低了从平台通信机的结构复杂度和系统成本。

    一种水声信号发射机宽带自适应匹配方法及其装置

    公开(公告)号:CN101335573A

    公开(公告)日:2008-12-31

    申请号:CN200810071532.9

    申请日:2008-08-04

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种水声信号发射机宽带自适应匹配方法及其装置,涉及一种水声信号发射系统。提供一种水声信号发射机宽带自适应匹配装置及其自适应匹配方法。自适应匹配装置设有匹配网络和数字信号处理器。1.测量待发射换能器特性参数,确定工作频段:2.构建宽带自适应匹配水声发射系统;3.由数字信号处理器的发射信号参数提取模块采集信号发生器的待发射信号,分析特性参数,输入发射换能器参数分析模块;4.确定分频段匹配工作方式;5.产生相应的控制信号送至匹配网络;6.发射水声信号,实现最佳发射响应;7.改变输入信号频段或改变发射换能器,重复步骤3~6,完成同一发射换能器或不同发射换能器全频段最大功率、最高效率和最大平坦响应的水声信号发射任务。

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