基于超網(wǎng)絡的軍事通信網(wǎng)絡建模、分析與重構(gòu)方法研究.pdf

1、無網(wǎng)不成軍，無戰(zhàn)不經(jīng)網(wǎng)。在信息化、網(wǎng)絡化戰(zhàn)爭環(huán)境下，軍事通信網(wǎng)絡作為信息的載體，具有舉足輕重的作用。根據(jù)復雜網(wǎng)絡理論，網(wǎng)絡的整體特性源于其組件之間的復雜交互作用，即網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。對于軍事通信網(wǎng)絡來說，它既有一般網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的功能特征，又有其自身的特殊性。如何針對其特殊的功能需求，建模、分析和設計軍事通信網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，長期以來都是軍事領域內(nèi)的研究熱點。
　　軍事通信網(wǎng)絡是圍繞戰(zhàn)爭這個特殊的環(huán)境和任務發(fā)展起來的一種人工功能網(wǎng)絡。與民用通信網(wǎng)絡

2、相比，具有異質(zhì)節(jié)點、多重鏈路和時變拓撲等特征。它的這些特征使得傳統(tǒng)的基于經(jīng)典圖論的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)模型難以清晰描述其結(jié)構(gòu)和功能特性、傳統(tǒng)的網(wǎng)絡分析方法難以體現(xiàn)其軍事應用特性，且軍事通信網(wǎng)絡設計問題一直以來都是研究的核心問題。本文基于超網(wǎng)絡理論，提出在建模、分析和設計軍事通信網(wǎng)絡過程中考慮網(wǎng)絡節(jié)點在作戰(zhàn)體系中的功能。針對國內(nèi)外相關技術在本文研究背景下的不足，論文主要研究工作和成果如下：
　?。?）為了更好地建模、分析和設計軍事通信網(wǎng)絡，本文

3、通過參考、綜合Cares的作戰(zhàn)網(wǎng)絡模型和Keus的網(wǎng)絡兵力參考模型，提出了一種基于超網(wǎng)絡的能夠描述通信網(wǎng)絡節(jié)點功能和鏈路傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)模型，給出了模型的數(shù)學描述；分析了軍事通信的復雜網(wǎng)絡特征參數(shù)及其具有的實際意義；定義了軍事通信的超網(wǎng)絡特征參數(shù)，解釋了其具有的實際意義；并說明基于軍事通信超網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)模型，可將軍事通信網(wǎng)絡分解為多個具有軍事特征的功能子網(wǎng)或?qū)I(yè)通信網(wǎng)。
　　（2）研究了軍事通信網(wǎng)絡節(jié)點之間信息交互的多樣性，稱之為網(wǎng)絡信息交

4、互復雜性。定義了超網(wǎng)絡模體、模體核和模體熵等概念；通過分析超網(wǎng)絡模體的特點，提出使用超網(wǎng)絡模體熵來度量網(wǎng)絡信息交互復雜性，給出了具體的計算方法；以某聯(lián)合作戰(zhàn)通信網(wǎng)絡為例，對比分析了已有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜性指標和超網(wǎng)絡模體熵所度量的網(wǎng)絡特征，說明在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)確定的情況下，超網(wǎng)絡模體熵可以度量網(wǎng)絡的功能復雜性。
　?。?）提出了評估分析軍事通信網(wǎng)絡抗毀性的新思路。一方面，通過分析使用已有網(wǎng)絡抗毀性評估分析方法研究軍事通信網(wǎng)絡抗毀性時可能會遇見

5、的問題，提出在分析軍事通信網(wǎng)絡抗毀性時應考慮網(wǎng)絡中各節(jié)點在其應用環(huán)境（即作戰(zhàn)體系）中的功能角色；給出了信息著色鏈、信息傳輸鏈和信息功能鏈的定義；提出了一種基于信息功能鏈的軍事通信網(wǎng)絡拓撲抗毀性評估方法；另一方面，通過分析現(xiàn)有網(wǎng)絡業(yè)務量矩陣沒有體現(xiàn)業(yè)務關聯(lián)的情況，提出使用QFD樣式的軍事通信網(wǎng)絡業(yè)務關聯(lián)模型，給出了基于業(yè)務關聯(lián)和仿真的軍事通信網(wǎng)絡抗毀性分析流程，并與不考慮業(yè)務關聯(lián)的網(wǎng)絡業(yè)務抗毀性分析方法進行了比較，說明在分析網(wǎng)絡業(yè)務抗毀性

6、時考慮業(yè)務關聯(lián)的重要性。
　?。?）提出且定義了軍事通信網(wǎng)絡拓撲重構(gòu)問題，構(gòu)建了軍事通信網(wǎng)絡拓撲重構(gòu)的數(shù)學模型和算法框架；針對求解軍事通信網(wǎng)絡拓撲重構(gòu)數(shù)學模型的復雜性，給出了一種考慮了指標網(wǎng)絡化關聯(lián)關系的、定性與定量相結(jié)合的指標權(quán)重確定方法——云網(wǎng)絡分析法；從軍事應用角度提出了基于超網(wǎng)絡的軍事通信網(wǎng)絡拓撲重構(gòu)策略，在很大程度上縮小了可行解搜索空間，加快了問題求解速度；設計了一種基于交叉熵的軍事通信網(wǎng)絡重構(gòu)算法。
　?。?）以