基于依赖搜索树的移动通信传输设备告警系统设计与实现

◆罗庆佳

基于依赖搜索树的移动通信传输设备告警系统设计与实现

◆罗庆佳

（江门职业技术学院信息工程学院 广东 529090）

基于依赖搜索树的通信传输设备告警系统开发设计充分考虑到了实际运用与技术发展趋势，在保障系统先进性、开放性、安全可靠性以及可扩展性的同时最大化的保障通信传输设备的安全与维护，通过创新性地结合移动互联网技术，提出依赖搜索树的通信传输设备告警方法可以完善提高移动通信传输网络的告警能力，提高告警系统的检测效率，基于依赖搜索树的移动网络告警方法具有更高检测率和更低误检率。

告警系统；依赖搜索树；系统设计；移动通信

本文研究的集中告警系统，也就是网络管理系统，它是能够实现高级网络管理的系统，通过构建在通信专业各子系统的网管基础上，实现其基本管理功能。处理的数据相对比较分散，这是一般的移动网络通信传输设备的共性。如果对各个站点的设备进行检查，工作量非常大，而且占用检查工人大量时间和精力。为便于对所有设备进行集中、有效的监控，现有通信设备设置集中报警系统，对其他子系统的设备进行集中采集、显示和管理，为控制中心通信团队控制全局故障处理提供指导信息[1-2]。集中报警系统可24小时采集显示各通信子系统的状态信息。当各通信系统的维护管理终端向系统发送重要的故障报警信息时，系统终端可在屏幕上显示报警信息，并发出声音报警信息。此外，接收到的故障信息还将记录在集中报警系统服务器的数据库中，以便有效掌握事件的全过程，对故障进行深入分析和责任认定。

集中报警系统利用计算机网络通信技术和计算机数据处理能力，对其他通信系统的报警进行监控和管理。各通信系统的运行状态和报警信息通过接口程序反映在报警设备上。控制中心值班维修人员可通过网络平台就近登录，点击查看故障内容及原因，以指导现场维修人员快速、准确地处理设备故障。

报警管理是一种网络管理功能，涉及设备故障的检测、故障设备的诊断、恢复和故障排除。其目的是保证网络能够连续可靠地工作。报警管理的主要任务是报警监测和故障定位[5-6]。

移动网络是一种无须基础设施支持和高动态拓扑的自组织无线网络。由于其灵活性和快速联网，广泛应用于军事通信，民用通信和各种临时通信。不幸的是，移动网络大大开放了许多安全漏洞的存在，相比传统网络更容易受到各种攻击，特别是从告警系统之内的网络难以防御，少数非合作通信传输行为也将严重影响网络性能，威胁网络安全。

本文提出基于依赖搜索树的通信传输设备告警方法与系统。提高基于依赖搜索树的通信传输设备告警系统能力，保护移动网络安全。

1 系统分析

在移动通信传输设备告警系统自动优化检测过程中，基于相关搜索树模型，建立正常通信传输网络行为模型，采集正常网络状态观测数据，训练模型参数，计算了模型的或然概率，为移动通信传输设备告警系统的自动优化检测奠定了基础。

与传统的报警系统相比，建立了正常的通信传输网络行为模型，提取了与已知报警系统类型相关的通信传输属性。引入依赖搜索树对已知类型和未知类型通信传输的样本进行分类和学习，完成通讯告警。该方法具有一定的实用性和创新性，并依据该方法开发出基于依赖搜索树的通信传输设备告警系统。

本系统共四个模块：建立通信传输模块、提取通信传输属性模块、通信传输数据分类模块、通讯告警模块。

2 移动通信传输设备通讯告警原理

在对移动通信传输设备通讯设备告警的过程中，首先采集各通信传输设备在静止状态下的正常观测值序列，利用观测值建立了静止状态下的移动网络状态模型。该模型给出了一个能够代表移动网络通信传输正常状态的阈值，并根据给定的阈值完成移动通信传输设备的通信报警。

3 基于依赖搜索树的告警方法。

在建立基于依赖搜索树的正常通信传输网络行为模型的基础上，得到了正态观测数据训练模型，计算出模型的概率。在此基础上，定义了移动通信传输设备每个通信传输的属性，知道告警系统类型的通信传输属性是相关的，引入多类分类算法来研究已知类型通信传输的样本，确定通信传输数据关联规则，将未知类型通信传输的样本分类为完成通信传输的自动检测。

4 方法仿真测试

本文研究了基于依赖搜索树的移动通信传输设备告警方法，为验证本文设计告警方法的优劣，进行仿真实验。通过分析仿真实验的结果，得出本次实验的相关结论。对比实验的测试组为本文研究的基于依赖搜索树的移动通信传输设备告警方法，参考组为应用Docker容错的数据告警方法。

4.1 仿真测试过程

模拟实验数据按数据量25MB、50MB、100MB和150MB分为两组。将分组后的数据复制成两个相同数据，分别输入两个仿真实验平台。实验对不同测试组的错误率和测试方法进行监控。仿真实验结束后，监控软件输出测试组和参考组报警方法的检测率和误报率的监测数据。分析监测数据，判断实验组的性能和参考组的数据报警方法。

4.2 仿真测试结果

测试组告警方法的仿真实验测试结果如下表1所示。

表1 测试组告警方法的仿真实验测试结果

分析表1可知，随着实验次数和实验数据量的不断增加，方法的准确度一直增加，之后准确度波动保持稳定。

下表2所示为采用Docker容错数据分类报警方法，即参考组报警方法的仿真测试结果。

表2 参考组告警方法的仿真实验测试结果

由上表可得出，随着实验次数和实验数据的增加，参考组报警方法的检测率普遍较低，并且误检率较高。综合比较表1和表2，实验组数据报警法的检出率远高于对照组数据报警法；并且随着实验的进行，测试组数据告警方法的误检率要远低于参考组数据告警方法的误检率。结果表明，试验组数据报警方法的性能优于参考组数据报警方法。综上所述，本文研究的分类报警方法的误码率低于传统的通信报警方法，基于依赖搜索树的移动通信传输设备告警方法具有一定的优越性。

5 结论与展望

本文通过创新性地结合移动互联网技术，提出依赖搜索树的通信传输设备告警方法可以完善提高移动通信传输网络的告警能力，提高告警系统的检测效率，基于依赖搜索树的移动网络告警方法具有更高检测率和更低误检率。

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江门市基础与理论科学研究类科技计划项目（2019JC02023）