基于多目標(biāo)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)均衡分配方法

儲(chǔ)瑄 蔡珺

摘要：網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)通常情況下會(huì)根據(jù)其重要程度的不同以及面向?qū)ο蟮牟町悾纬蓪?zhuān)業(yè)目標(biāo)體系，為了能夠提高通信質(zhì)量，需要完成多目標(biāo)優(yōu)化下的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)均衡分配工作，基于此才可以讓最終獲得的工作結(jié)果具有更高的精準(zhǔn)度。本文分析了該項(xiàng)技術(shù)的核心內(nèi)容，全面探討了在具體的技術(shù)方案使用過(guò)程中的分析思路和運(yùn)用流程，讓最終獲得的工作結(jié)果可以滿(mǎn)足多目標(biāo)狀態(tài)下的通信要求。

關(guān)鍵詞：多目標(biāo)優(yōu)化;網(wǎng)絡(luò)通信;任務(wù)均衡

引言：基于多目標(biāo)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)均衡分配工作中，需要根據(jù)該目標(biāo)的本身參數(shù)以及整個(gè)通信體系的調(diào)整方案，研究具體工作方案的相關(guān)工作內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上讓最終獲得的專(zhuān)業(yè)化工作結(jié)果具有更高的可靠性。在當(dāng)前的管理和研究體系內(nèi)，需要全面綜合探討各類(lèi)參數(shù)的實(shí)際分配原則，才可以讓最終獲得的管理工作方案可以更好適配多任務(wù)環(huán)境。

一、基于多目標(biāo)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)均衡分配技術(shù)核心

（一）目標(biāo)本身分解

目標(biāo)的本身分解過(guò)程，一方面要根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行準(zhǔn)則，研究通信技術(shù)的面向?qū)ο?，另一方面需要根?jù)各類(lèi)通信任務(wù)的本身工作需求，合理探討相關(guān)目標(biāo)的封閉原則和具體工作模式，基于此才可以讓最終獲得的分配結(jié)果具有良好的基礎(chǔ)。在專(zhuān)業(yè)化工作體系的建設(shè)階段，目標(biāo)的分解原則使用思想一方面是當(dāng)前該系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中的各類(lèi)任務(wù)完成優(yōu)先級(jí)，另一個(gè)是通信精度的保持需求。比如航空器的飛行過(guò)程，地面通信基站要能夠跟蹤當(dāng)航空器的飛行狀態(tài)、飛行地點(diǎn)以及統(tǒng)一時(shí)間段內(nèi)該空域內(nèi)的飛行器數(shù)量，同時(shí)要分析不同航空器的通信優(yōu)先級(jí)。在實(shí)際的工作中，要分析多個(gè)目標(biāo)體系下如何調(diào)節(jié)這類(lèi)設(shè)備的通信優(yōu)先級(jí)和投入的資源，在具體的工作階段，要根據(jù)其搭載的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和運(yùn)行方法，全面精準(zhǔn)分析各類(lèi)任務(wù)的完成狀態(tài)和實(shí)際的工作方案，基于此讓最終獲得的專(zhuān)業(yè)化工作成果可以使用。

（二）目標(biāo)函數(shù)制定

在目標(biāo)函數(shù)的制定過(guò)程，要根據(jù)當(dāng)前相關(guān)工作內(nèi)容和工作參數(shù)進(jìn)行合理的確定和分析具體的分解內(nèi)容，具體工作模式要在建成了分析矩陣之后研究各類(lèi)工作對(duì)象的實(shí)際工作參數(shù)，比如針對(duì)某任務(wù)體系來(lái)說(shuō)，建成的矩陣如下：

而在具體的分析階段，真的不同的任務(wù)指標(biāo)也需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的分解，最終獲得的矩陣如下：

在后續(xù)的具體目標(biāo)分析過(guò)程要根據(jù)該過(guò)程中獲得矩陣的特征值，以獲得不同通信對(duì)象可投入運(yùn)行資源的總量，并且該過(guò)程可以建立專(zhuān)業(yè)的參數(shù)分析工作體系，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某通信目標(biāo)的權(quán)重相對(duì)較高時(shí)，則需要優(yōu)先處理該通信內(nèi)容。

（三）均衡方法分析

在多目標(biāo)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信體系內(nèi)，均衡方法并不是指所有的通信對(duì)象和通訊對(duì)象需要獲取的參數(shù)都要能夠被第一時(shí)間完成相應(yīng)的輸出，而是要能夠根據(jù)任務(wù)的本身工作程度以及其他對(duì)象的客觀需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)于相關(guān)資源的合理調(diào)整和規(guī)劃，基于此可以分析的工作方法為根據(jù)上文中已經(jīng)提及的計(jì)算模型以及最終分解參數(shù)的上，按照不同的工作參數(shù)，一方面可以通過(guò)人工輸入相互控制指令的方式，按照已經(jīng)規(guī)劃的工作任務(wù)重要程度原則，詳細(xì)精準(zhǔn)分析可以實(shí)際采用的工作指標(biāo)，并且在整個(gè)系統(tǒng)中參數(shù)的合理配置和優(yōu)化階段，讓最終獲得的專(zhuān)業(yè)化工作結(jié)果具有更高的可靠性[1]。另一方面也需要調(diào)整其他資源項(xiàng)目，同時(shí)確保不同的通信對(duì)象獲得的信息不會(huì)被遺失。比如在航空器的飛行過(guò)程中，無(wú)論是民航飛機(jī)還是軍用飛機(jī)，通信系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中都要把各類(lèi)信息向兩個(gè)渠道反饋，一個(gè)是地面跟蹤系統(tǒng)，另一個(gè)是航空器本身的信息顯示器，所以在具體的分析中，要根據(jù)獲得通信信號(hào)的優(yōu)先級(jí)合理調(diào)配通信資源，由于飛行器本身必須具有極高的安全性，所以針對(duì)其產(chǎn)生的各類(lèi)故障信息以及運(yùn)行狀態(tài)信息，要能夠在最短時(shí)間內(nèi)傳遞給機(jī)載信息展示系統(tǒng)，通信技術(shù)的安全防護(hù)工作指標(biāo)具有最高優(yōu)先級(jí)，另外針對(duì)不同的控制信號(hào)之間，需要確保發(fā)送的時(shí)間間隔為十秒，這就要求很夠在不同的控制時(shí)間段之內(nèi)，讓已經(jīng)獲得的專(zhuān)業(yè)工作結(jié)果可以使用。

（四）均衡技術(shù)使用

在均衡技術(shù)的使用過(guò)程，需要設(shè)定不同通信技術(shù)和通信參數(shù)的具體運(yùn)行模式，另外也要分析相關(guān)技術(shù)設(shè)施的搭建方案。均衡技術(shù)的使用之前由于已經(jīng)根據(jù)獲得的分析信息和工作參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于所有參數(shù)的這種測(cè)量和研究工作任務(wù)，所以在后續(xù)的工作階段，可以根據(jù)已經(jīng)建成的控制模型對(duì)其進(jìn)行編程以及信息輸入即可。另外在各類(lèi)通信信號(hào)的分析階段，也可以在信息流之前通過(guò)加入報(bào)文的方法，該通信系統(tǒng)可以自主識(shí)別各類(lèi)信號(hào)的優(yōu)先級(jí)，并合理調(diào)整發(fā)送資源。

二、基于多目標(biāo)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)均衡分配技術(shù)設(shè)計(jì)

（一）目標(biāo)自身分解方式

目標(biāo)的分解方式中，一方面要根據(jù)已經(jīng)建立的通信工作指標(biāo)和具體運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)人工輸入的方式讓該系統(tǒng)可以全面滿(mǎn)足具體的運(yùn)行過(guò)程期望值，另一方面可以借助智能化操作系統(tǒng)，研究在具體運(yùn)行狀態(tài)之內(nèi)相關(guān)參數(shù)的綜合運(yùn)行模式，基于此才可以讓最終獲得的目標(biāo)分析體系具有更高的智能化程度[2]。

在前項(xiàng)工作中，要針對(duì)具體控制指令和相關(guān)通信對(duì)象的各項(xiàng)需求，合理向其中輸入大量的信號(hào)，比如在航空工程中，由于其中涵蓋多個(gè)子系統(tǒng)，而不同子系統(tǒng)對(duì)于有效載荷造成的影響存在差別，需要根據(jù)該過(guò)程中最終能夠造成的安全影響效果進(jìn)行合適的分析。而在安全影響體系的分析過(guò)程，則要可以采用事故樹(shù)模

型研究有效載荷的各類(lèi)失效狀態(tài)，比如比如對(duì)于各類(lèi)航空器的運(yùn)行中，要根據(jù)當(dāng)前整個(gè)空域內(nèi)的航空器數(shù)量、向地面系統(tǒng)發(fā)送的信息、具體的空間占用情況等，調(diào)整航空器的運(yùn)行路徑，才可讓整個(gè)系統(tǒng)可以有條不紊運(yùn)行。同時(shí)對(duì)于各類(lèi)航空器，通常會(huì)將出現(xiàn)的問(wèn)題以?xún)?nèi)部建成的通信系統(tǒng)反饋給飛行員，之后讓其將信息輸送給地面通信系統(tǒng)，機(jī)載通信系統(tǒng)的運(yùn)行中，會(huì)根據(jù)航空器的具體運(yùn)行狀況，綜合分析各類(lèi)故障可能造成的相關(guān)性影響，并根據(jù)駕駛艙內(nèi)的警示系統(tǒng)根據(jù)問(wèn)題的影響程度讓駕駛員調(diào)整飛行姿態(tài)或者解決故障，如飛行器失速時(shí)振動(dòng)操縱桿、飛行高度過(guò)低發(fā)出近地警告等。

對(duì)于后項(xiàng)工作，主要是根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)建成的人工智能控制系統(tǒng)讓控制系統(tǒng)參與自主化的學(xué)習(xí)過(guò)程，從而在最終完成的技術(shù)體系內(nèi)，與該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和工作指標(biāo)關(guān)聯(lián)，從已經(jīng)取得的科研進(jìn)度來(lái)看，當(dāng)前該技術(shù)無(wú)法全面保障控制精度，所以需要在今后投入更多的資源發(fā)展。

（二）目標(biāo)通信函數(shù)確定

在目標(biāo)通信函數(shù)的確定階段，由于已經(jīng)根據(jù)完成的分析工作指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于任務(wù)的有效調(diào)整，所以只需要在通信信號(hào)的起始端通過(guò)加入報(bào)文的方法，研究實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)。通常情況下，要求信息的接收端和發(fā)出端能夠接收的數(shù)據(jù)指令之間，需要能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)文的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以要采用信息函數(shù)的確定過(guò)程，要通過(guò)對(duì)于這類(lèi)信息的及時(shí)有效調(diào)整，讓發(fā)出端生成隨機(jī)數(shù)據(jù)，而信號(hào)的接收端也能夠形成針對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)的自主響應(yīng)體系。該過(guò)程中可以建成擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)的方法驗(yàn)證報(bào)文，比如在信息的發(fā)出端，根據(jù)時(shí)鐘控制程序發(fā)出控制指令，發(fā)出的信號(hào)在該調(diào)整中，包裹a到g中的4歌隨機(jī)英文字母和1到5隨機(jī)數(shù)字，而且信息的接收端根據(jù)同步性的時(shí)鐘控制指令同步生成涵蓋a到g中4個(gè)英文字母和5到5中包含4個(gè)數(shù)字的排列方案，并且把所有的方案都提交給數(shù)據(jù)包，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，分析數(shù)據(jù)包中生成的驗(yàn)證信息是否和已經(jīng)生成報(bào)文指令參數(shù)完全相同，通過(guò)該方法一方面可以防止出現(xiàn)信息的干擾問(wèn)題，另一方面可以保證發(fā)出的各類(lèi)信號(hào)被指定的接收端接收。

（三）均衡方法合理加入

在均衡方法的加入過(guò)程，由于已經(jīng)建成了具備極高準(zhǔn)確性和安全性的控制方程，所以在后續(xù)的工作過(guò)程中，需要將該方程以編程的方式進(jìn)行合理的撰寫(xiě)，才可以讓該控制中樞更好分析各類(lèi)信號(hào)的作用原則和后續(xù)的處理方案。在該方法的具體使用過(guò)程，首先要確保最終建立的數(shù)據(jù)層級(jí)準(zhǔn)確無(wú)誤，這就要求實(shí)際的分析和方案制定中，工作人員要經(jīng)過(guò)全方位的精準(zhǔn)檢查任務(wù)，才可以將最終獲得的工作結(jié)果輸入到已經(jīng)獲得的工作體系之內(nèi)[3]。其次是相關(guān)輔助性程序的加入，包括報(bào)文的生產(chǎn)系統(tǒng)、時(shí)鐘控制系統(tǒng)等，最后是通信信號(hào)的檢測(cè)裝置，只有所有的信息能夠被全方面的分析之后，才可認(rèn)為信息的傳遞精度得到保障。

（四）均衡技術(shù)綜合建設(shè)

在均衡技術(shù)的綜合建設(shè)過(guò)程，一方面要完成軟件設(shè)施的建設(shè)工作，另一方面要完成硬件設(shè)施的建設(shè)工作，軟件系統(tǒng)的建設(shè)中，除了要完成專(zhuān)業(yè)化程序的編寫(xiě)和存儲(chǔ)，也要全面分析當(dāng)前該系統(tǒng)中是否存在嚴(yán)重的錯(cuò)誤，以防止出現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中的邏輯混亂問(wèn)題，此外也要能夠加入安全保障軟件系統(tǒng)，防止通信過(guò)程中受到了較為強(qiáng)烈的干擾。

對(duì)于硬件設(shè)施的建設(shè)，則需要全面精準(zhǔn)分析當(dāng)前各類(lèi)設(shè)施的具體類(lèi)型要求，唯有如此才可以讓最終形成的綜合工作指標(biāo)可以使用，并且能夠積極探測(cè)和獲取相關(guān)工作信號(hào)，尤其是在無(wú)線通信技術(shù)使用過(guò)程，要確保獲得的信號(hào)可以發(fā)揮正常穩(wěn)定的作用水平。

三、結(jié)論：綜上所述，基于目標(biāo)優(yōu)化是下的通信協(xié)調(diào)工作中，需要完成的工作任務(wù)有目標(biāo)的本身分解、通信方程的合理確定、相關(guān)硬軟件設(shè)施的分析和加入等。在具體的操作過(guò)程，要通過(guò)對(duì)于所有工作內(nèi)容的全面完成和優(yōu)化，讓最終獲得的工作結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤的基礎(chǔ)上，才可以讓整個(gè)工作系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)原則完成裝配任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵俠. 云計(jì)算環(huán)境下工作流任務(wù)調(diào)度算法研究[D].哈爾濱理工大學(xué)，2019.

[2]陳笑. 基于多核處理器的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度研究[D].電子科技大學(xué)，2018.

[3]李皎. 考慮信任度和權(quán)值的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)通信性能優(yōu)化研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2017.

作者簡(jiǎn)介：

儲(chǔ)瑄（1987-2），籍貫：江蘇宜興，學(xué)歷：本科學(xué)歷，研究方向：從事航空任務(wù)系統(tǒng)通信技術(shù)設(shè)計(jì)研究。