海上编队通信网络系统效能分析

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1、文章细号:1002-0640(2004)01-0074-03海上编队通信网络系统效能分析.张海勇，朱丽娟(海军大连舰艇学院•辽宁大连116018)»要：现代高技术海上局部战争的电磁环境极其恶劣•海上编队通信网络系统受到空前威胁。在给出了军事通信网络系统效能评估的数学模型之后•对海上编队通信网络系统的效能进行了评估和分析•探讨了提高海上编队通信网络系统效能的具体措施。关赞词：海上编队；通信网络系统；效能评估中图分类号:E967.3；TN915.02文献标识码：ATheAnalysisofEfficiency

2、inCommunicationNetworkSystemofNavalFleetZHANGHai-yong»ZHULi-juan(DalianNavalAcademy•Dalian116018tCA/ntf)Abstract：Theelectromagneticcircumstancesoflocalwarontheseaundermodernhigh・techconditionsareextremelycomplex

3、tisbeingseriouslythreatened.Inthispaperahemathoematicsmodelforevaluationcommunicationnetworksystemisintroduced

4、system^efficiencyofcommunicationnetworksystem引言通信网络系统的可用性问题是研究在一定的网络拓扑结构下•根据网络中各种军事装备处于不同工作状态的概率•给岀通信网在开始执行任务时的系统状态和特性；军事通信网可信性研究的实质是网络的可靠性，它是研究军事通信网效能问题的关键•一般通信网的可靠性是指系统在人为或自然的破坏作用下•网络在规定的条件下和规定的时间内的生存能力｛通信网的品质因数是表征网络在一直使用环境和网络状态下主要性能特征的度量，对用户来说关心的是通信网的信

5、息时延、信息的丢失等,而网络管理者更为关心的是网络的容量、拥塞测度收稿日期：2002・10・14*基金项目：海军青年基金资助项目作者简介：张海勇（1966-）•男•辽宁人•帯士、副教搜.主要研究领域：水面舰艇作战指挥系统与指挥自动化、信号处理。与控制和在最大通信距离上通信网络各种状态下的连通概率等■也即更关心网络的结构问题。本文首先给出了军事通信网效能评估的数学模型•然后对海上编队通信网络系统的效能进行了评估和分析•最后探讨了提髙海上编队通信网络系统效能的具体措施。1军事通信网的效能评估根据上述有关影响

6、军事通信网效能的三大要素的分析，分别用有效性向量表示网络开始执行任务时的可能状态，用可信性矩阵描述网络在执行任务期间的随机状态，同时，在已知网络有效性和可信性的前提下•用品质因数向量来表示网络完成任务能力的测度，进而给出通信网的效能分析算法HE。11构造有效性向■有效性向量方是一个行向量：A=（如,02,…（1）其元素是网络开始执行任务时可能处于各种不同状态的概率。由于网络必将在n个状态中的某一个状态下开始工作•所以有艺⑦=15M2）（2）怎样确定网络可能处于哪些状态■最简单的情况是通信网络只有一条路由•

7、这时网络只有工作和故障两种状态。即：7=（542）'（3）式中为网络在任一时刻处于可工作状态的概率,勺为网络在任一时刻处于故障状态（或修理状态）的概率。如果通信路由多于一条•则应采取路由“通"与“断”的组合来划分网络可能处于的状态，且要求通信的两节点之间只要有一条路由工作正常，则两点即可连通。此时，有效性向量中各元素a,U=1.2,…）的计算就变成了确定系统在适当时刻的可靠性计算问题，并且每条路由是由一条或一条以上的连通边串联而成。因而每条路由完好的概率可按串联系统可靠性公式来计算。=JJr,a=1,…，

8、厶）（4）式中：几是第I条路由完好的概率R是第Z路由中第i条边的可靠性。有了B即可求得如•进而得到有效性向量方•这便是求有效性向量的算法。1.2构造可信性矩阵可信性矩阵表示通信网在执行任务过程中的状态随机转移特性•并以在开始执行任务时的通信网的准备状态为前提。如果通信网中路由通与断的组合种类数为小即网络拥有“个可能的状态•则可信性矩阵为一个并Xn的方阵。D=dn(5)式中:么‘表示通信网络从，状态开始•而在执行任务过程中处于状