变分率时域技术的光通信数据预处理分析

新疆铁道职业技术学院 丁万霞

在通信技术发展速度极快的当下，对光通信加以应用的频率较过去有所提高。作为光通信节点而存在的激光传感器，其作用主要是基于激光所发出管线强度，在有效识别信息的基础上，完成光强度接收与光通信采集等工作。研究表明，处于运行状态的激光传感器较易被外界因素所影响，进而产生冗余数据，由此可见，围绕可使冗余数据得到有效消除的方法展开研究很有必要。

1 技术研究背景

对光通信而言，消除冗余数据所带来积极影响，主要体现在两个方面，分别是为数据有效性提供保证、使光通信效率得到显著提高。翻阅现有文献可知，我国关于冗余数据消除研究所取得成果如下：其一，确定相同数据适用消除方法。该方法需要对激光传输不同回波距离进行比较，若距离是0，代表有冗余数据存在，此时，便可将冗余数据消除。在长期实践过程中有关人员发现，该方法虽然可做到快速提取冗余数据，却难以确保冗余数据尽数得到消除。其二，基于模糊理论对消除方法加以确定。对该方法加以使用的步骤：①对冗余数据做预处理，例如：去噪。②参考哈希算法，完成计算数据相似度的工作，若数据和阈值要求相符，则可对其副本进行保留，剩余数据均被归入冗余数据的行列。③消除冗余数据。然而，该方法极易出现识别不准的问题，数据损坏甚至丢失的情况时有发生。

2 数据预处理流程

2.1 获取冗余数据

以光通信数据大致相同为前提展开研究可知，存在大量可能带来干扰的冗余数据的情况无法避免，由此可见，提取冗余数据很有必要。作为强调变分率频率+变分率时域的一种分析方法，小波变换的优势主要是其具备同时分析数据频域及时域的功能。工作人员计划利用小波包对a(t)的i层光通信数据进行分解，在重新构造小波节点的前提下，明确各节点对应小波包实际系数。基于小波包对激光传感信号进行分解所得总能量如下：

其中，E代表总能量。l代表频段。若对节点能量做归一化处理，则可得到以下表达式：

其中，q(i,j)代表各节点对应频段实际能量的百分比。

工作人员可利用上述解析式，对提取过程做缩短处理，关于缩短量的表述如下：

2.2 对数据进行预处理

工作人员以上述环节所创建可被用来提取冗余数据的模式为依托，基于支持向量机，结合提取冗余数据所展现出特征，对其类别进行划分。关于数据特征，工作人员可选择线性可分/非线性可分作为研究切入点，利用不同样本集所适用分类模型，确保冗余数据能够得到有效消除。

图1 线性可分分类

其中，αi代表函数乘子，其数值往往不小于0。结合超平面创建参数，对可被用来进行分类判断的函数加以确定，即：

待上述环节告一段落，工作人员便可利用该函数对x类别进行准确判断。研究表明，非线性情况在样本集中较为常见，若要对样本集做科学分类处理，关键是经由映射函数，将冗余数据特征向高维度空间进行映射，此时，优化问题便会转变成：

其中，K(xi,xj)代表核函数。对支持向量机而言，可决定性能的核心因素为参数，因此，工作人员应提前明确支持向量机对应惩罚参数以及核函数参数，一般来说，支持向量机所表现出性能，通常会随着上述参数取值的变化而发生变化。

3 仿真实验与结果分析

实验所选取服务器型号为IBM X3850 X5，该服务器的配置如下：8核CPU，16GB内存，500GB硬盘。工作人员分别采用常规方法及上文所介绍方法，对冗余数据做消除处理，通过比对消除结果，得出以下结论：

常规方法存在消除过程复杂、耗时长的不足。而上文所介绍方法对CPU进行运行的时间较常规方法更短，这是因为该方法将贡献较小数据与无用数据画上等号，基于小波包理论完成提取冗余数据的工作，实际结果表明，不对贡献较小数据加以考虑，通常不会给消除效果带来显著影响，真正做到了既对冗余消除率进行提高，又使CPU得到有效利用。

关于消除冗余数据后字节传输情况，上文所介绍方法的表现较常规方法更接近理想水平，这表明即便存在冗余消除度大的情况，该方法也能在确保冗余消除度达到预期的基础上，对字节的节省率进行大幅提高，可进行大范围推广与应用。

结论：文章以光通信常见冗余系数为研究对象，利用变分率时域相关技术对预处理相关数据的方法进行了详细说明。该方法强调以变分率时域相关技术为依托，在对数据特征做提取与分类处理的基础上，结合分类结果完成消除冗余数据的工作。实验结果表明，若数据有较高冗余消除度，该方法优势可得到充分发挥，在确保冗余数据得到充分消除的前提下，对无用功数据所占用字节数量加以控制，避免资源被不必要浪费的情况出现。