卫星网络管理与互联互通仿真评估算法研究高明怡张文波(图文)

1、卫星网络管理与互联互通仿真评估算法研究高明怡张文波(图文)论文导读：本文提出的基于云的卫星网网络管理与互联互通评估方法是以云模型为根底，构成定性和定量之间的映射，通过其期望值、熵和超熵三个数字特征表征，将模糊性和随机性集成在一起，以实现定性和定量之间的转换。关键词：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局部，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【1】的

2、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【2】，有效的评估仿真结构【3】，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武器系统效能【4】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【7】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

3、时由于专家的参与又存在一定的主观性【5】。免费论文参考网。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，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比照拟，不能准确给出系统效能的差异程度。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，但缺乏之处是尚不能全面反映系统到达一组特定任务要求的程度。指数方法【6】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，同时对要求比拟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

4、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复杂性。但其缺乏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认。 模糊综合评判法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，其关键是如何建立灰色判

5、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云理论云理论展起来

6、的。表达定性与定量之间的不确定性转换。表达概念亦此亦彼的软;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、 熵、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，其中是云的重心位置，标定了相应的模糊概念的中心值。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。2云重心可以表示为T=axb。a表示云重心的位置，b表示云重心的高度。 期望值反响了相应的模糊概念的信息中心值，即我们

7、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，云重心的高度取常值0.371期望值相同的云可以通过比拟云重心高度的不同来区分它们的重要性，即云重心高度反映了相应的云的重要程度。所以说，通过云重心的变化情况，可以反映出系统状态信息的变化情况。免费论文参考网。3基于云理论的卫星网网络管理与互联互通仿真评估算法应用云理论对卫星网网络管理与互联互通技术仿真效能评估过程如下：1确立性能指标参数，如图1所示。图1 性能指标参数2从系统中抽取出这三个指标的四组数值，即一个时间段内系统的状态值如表1。表1 一个时间段内的系统状态值 吞吐量 传输时延

8、 网管指标满足程度 1 200 230 好 2 100 300 差 3 300 200 很好 4 400 175 极好 理想状态 320 180 很好 假设利用专家调查法，得到的指标权重(0.3246,0.3137,0.3617)。3利用云理论，把语言值用相应三个数字特征，D来表征，即用一个云对象来表示如图2所示。图2网管指标满足程度隶属云利用评测云发生器将目标识别能力定量表示如下：表2 一个时间段内的系统状态值定量表示 吞吐量 传输时延 网管指标满足程度 1 200 270 0.6 2 100 400 0.4 3 300 200 0.8 4 600 170 1 理想状态 100 150 0.

9、8 4求各指标云模型的期望值和熵对于个精确数值型的指标，可以用一个云模型表示，其中，同时对于语言值型的指标也可以用云模型来表示，那么个语言值云模型表示的一个指标可以用一个一维综合云来表示。其中，表3 卫星网络管理与互联互通仿真系统参数表 指标 吞吐量 传输时延 网管指标满足程度 期望值 300 260 0.7 熵 83.33 38.33 0.1 5求加权综合云的重心向量T云的重心向量，其中：表示云重心的位置，代表的信息中心值；表示云中心的高度，在一般的情况下，云重心的高度取常值0.371，期望值相同的云可以通过比拟云重心高度反映了相应的云的重要程度。云重心的变化情况，可以反映出系统状态信息的变

10、化情况。因此，加权综合云的重心向量：，那么=36.10665，30.2595，0.0939，理想状态加权综合云的重心向量为：12.04266，17.4574，0.0671。6用加权偏离度来衡量云重心的改变首先，将综合云重心向量归一化。免费论文参考网。其中归一化公式为：，归一化后，云重心向量分别为，理想状态为特殊情况，。把各指标归一化之后的向量乘以其权重，然后相加，取平均值后得到加权偏离度：0.4531将其输入评测云发生器后，将激活差;和一般;两个云对象，由于两者激活程度相差较小，故定性表示可用介于差和一般之间;来说明，亦可由专家或用户重新定义。4结论本文提出的基于云的卫星网网络管理与互联互通评

11、估方法是以云模型为根底，构成定性和定量之间的映射，通过其期望值、熵和超熵三个数字特征表征，将模糊性和随机性集成在一起，以实现定性和定量之间的转换。该评估方法以确定性作为其根本出发点，在理论上借鉴了层次分析发的某些手段，可以较好地处理指标体系中存在的泛层次树结构现象。结果说明，该方法对于复杂系统的综合评价更为方便、可行。参考文献【1】 JianChen, Song Lin. An interactive neural network-based approach for solvingmultiple criteria decision-making problems. Decision Sup

12、port Systems. 2003.(36):137-14.【2】 Jen-HerWu，Her-Sen Dong, Cheng-Chang Lee. A methodology for designingform-based decision support systems. Decision Support System. 2004.(36):313-335.【3】 JeffreyA. Bouffant, Faye S. Taxman, Rebecca Silverman. Improving process evaluationsof correctional programs by using a comprehensive evaluation methodology. Evaluationand Program Planning 2003.(26):149-161.【5】杨利民指挥自动化系统作战需求分析研究北京：国防大学出版社，2003.43