基于超網絡的軍事通信網絡建模、分析與重構方法研究.pdf

1、無網不成軍，無戰(zhàn)不經網。在信息化、網絡化戰(zhàn)爭環(huán)境下，軍事通信網絡作為信息的載體，具有舉足輕重的作用。根據復雜網絡理論，網絡的整體特性源于其組件之間的復雜交互作用，即網絡結構。對于軍事通信網絡來說，它既有一般網絡結構的功能特征，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絡拓撲結構，長期以來都是軍事領域內的研究熱點。
　　軍事通信網絡是圍繞戰(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絡。與民用通信網絡

2、相比，具有異質節(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)的基于經典圖論的網絡結構模型難以清晰描述其結構和功能特性、傳統(tǒng)的網絡分析方法難以體現其軍事應用特性，且軍事通信網絡設計問題一直以來都是研究的核心問題。本文基于超網絡理論，提出在建模、分析和設計軍事通信網絡過程中考慮網絡節(jié)點在作戰(zhàn)體系中的功能。針對國內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絡，本文

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

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

5、的問題，提出在分析軍事通信網絡抗毀性時應考慮網絡中各節(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絡拓撲抗毀性評估方法；另一方面，通過分析現有網絡業(yè)務量矩陣沒有體現業(yè)務關聯的情況，提出使用QFD樣式的軍事通信網絡業(yè)務關聯模型，給出了基于業(yè)務關聯和仿真的軍事通信網絡抗毀性分析流程，并與不考慮業(yè)務關聯的網絡業(yè)務抗毀性分析方法進行了比較，說明在分析網絡業(yè)務抗毀性

6、時考慮業(yè)務關聯的重要性。
　　（4）提出且定義了軍事通信網絡拓撲重構問題，構建了軍事通信網絡拓撲重構的數學模型和算法框架；針對求解軍事通信網絡拓撲重構數學模型的復雜性，給出了一種考慮了指標網絡化關聯關系的、定性與定量相結合的指標權重確定方法——云網絡分析法；從軍事應用角度提出了基于超網絡的軍事通信網絡拓撲重構策略，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絡重構算法。
　?。?）以