卫星网络管理与互联互通仿真评估算法研究

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1、卫星网络管理与互联互通仿真评估算法研究科技信息高校理科研究卫星网络管理与互联互通仿真评估算法研穷沈阳理工大学信息科学与工程学院高明怡张文波[摘要]本文针对卫星网络管理和互联互通仿真结果的评估,提出了以云模型为基础的系统评估算法.该评估算法用云理论实现定性属性值和定量属性值之间的转换.该评估算法以不确定性为出发点,在理论上借鉴层次分析法的某些处理手段,可以较好地处理指标体系中广泛存在的泛层次树形结构现象,使评估结果更加可信.仿真结果表明,该方法对ff-Y__~网络管理和互联互通系统仿真的综合评价方便,可行.[关键词

2、]卫星网络网络管理与互联互通云模型评估算法1.概述军用卫星网络作为新一代综合电子信息系统的一个重要组成部分,我国相应地开展了军用卫星网络及卫星网络管理与互联互通技术的研究,并进行了大量的计算机模拟实验,获得了一批有意义的研究成果,但是卫星网络的建立是一项复杂的工程,要经过实际系统试验来评定其性能是不现实的,建模和仿真技术的应用为解决这一问题提供了一种有效的技术手段.仿真模型建立后,提出合理的性能评估算法[21,有效的评估仿真结构,是网络仿真的一个重要问题.目前,最常使用的仿真评估方法有是层次分析法或基于美国工业界

3、武器系统效能[41咨询委员会(WSEIAC)提出的ADC模型的方法,有的将ADC模型与性能参数相结合;有的与层次分析法相结合;还有的在ADC描述中引入了模糊评判等层次分析法,美国工业界效能咨询委员会方法,指数法,专家调查法,灰色综合评估法和模糊综合评估法等等.层次分析法在处理一个由相互联系,相互制约的众多因素构成的复杂而又往往缺乏定量数据的系统时显示出其特有的优越性,但层次分析法用于系统评估时由于专家的参与又存在一定的主观性目.专家调查法一般也是在数据缺乏时应用,尤其在判断系统各要素的相对重要性时得到广泛的应用,

4、但专家评估法主观性多,专家评估时有很大的倾向性.且评估结果只能给出相对比较,不能准确给出系统效能的差别程度.美国工业界效能咨询委员会方法主要用于对武器系统效能进行定量的评估,但不足之处是尚不能全面反映系统达到一组特定任务要求的程度.指数方法特点是数学模型直观明确,综合能力强,使用方便,然而虽然指数法是建立在军事专家们的丰富经验之上,但其中的权系数难免受个人行为的影响,同时对要求比较细致描述结构的问题一般不很适宜.SEA方法创造性地考虑了系统与使命的匹配程度,并依此作为衡量系统的效能的一个指标,充分考虑了系统本身的

5、复杂性.但其不足之处主要表现在对系统及使命的建模有一定的主观性,模型的准确程度直接影响到评估结果,如果使命的描述不合理,可能导致对一个本来效果较好的系统的否定.模糊综合评判法目的特点是利用模糊隶属度理论把定性指标合理的定量化,很好的解决了现有的评估方法中存在的评估指标单一,评估过程不合理的问题,是用来对具有多个相互干扰的因素构成的复杂系统进行评估的有效方法.灰色模糊综合评判将模糊综合评价法与灰色理论相结合,结合了两者的优点,既能处理确定因素的情况,又能处理不确定因素的情况,适用于信息不完全或不充分的问题,其关键是

6、如何建立灰色判断矩阵和从灰色判断矩阵中提取信息.在卫星网网络管理与互联互通技术仿真评估中采用任何纯定量的精确数学模型,就会忽略了系统性能评估中的不确定性,特别是模糊性和随机性,必然将研究问题的客观约束条件限制得太死板,以至于性能评估结果难以有明确的意义,物理含义难以使用,也难以应用于卫星网网络管理与互联互通仿真评估中.而定性的评估方法又具有很大的主观性和趋向性,难以保证评估结果的客观和公正.对于卫星网而言,其复杂性不仅表现为其结构复杂,网元功能各异,而且卫星网受空间环境的不确定性影响非常大,因此在对卫星网网络管理

7、与互联互通技术进行评估过程中,需要一个有效而又方便的定性和定量相互转换模型.2.云理论云理论【loI"】体现定性与定量之间的不确定性转换.体现概念亦此亦彼的"软"边缘性的理论.它已成为性能评估的有力工具.(1)云是用语言值表示的某个定性概念与其定量表示之间的不确定性转换模型.云的数字特征用期望值E,熵E,偏差D三个数值表征,它把模糊性和随机性完全集成到一起,构成定性和定量相互间的映射,其中E是云的重心位置,标定了相应的模糊概念的中心值.E是概念模糊度的度量,它的大小反映了在论域中可被模糊概念接受的元素数,即亦此亦

8、彼性的裕度.D是云厚度的度量,是整个云厚度的最大值.它反映了云的离散程度(由期望和熵两个数字特征便可确定具有正态分布形式的隶属云的期望曲线方程).(2)云重心可以表示为T=a×b.a表示云重心的位置,b表示云重心的高度.期望值反应了相应的模糊概念的信息中心值,即我们所说的云重心位置.当期望值发生变化时,它所代表的信息中心值发生变化,云重心的位置也相应的改变.在一般的情况下