[發明專利]基于混沌神經網絡的雷達協同信息共享分發路徑優化方法

在審

• 申請號: 201710621875.7
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107483232A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 楊學嶺;張曉峰
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/721;G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為雷達協同探測系統，特別涉及一種雷達協同信息共享分發優化技術。

背景技術

在無中心節點雷達協同探測過程中存在雷達協同信息共享分發路徑規劃問題，即在已組好的雷達協同網絡中，針對某一信息包，將每部雷達視作一個節點v_i，邊表示存在互連、互通關系，雷達網絡計有n個節點，則最少需要n條邊分發共享信息。若任意選取一條能到達各節點的通路，這樣隨機性過大，有時會選擇回路，最壞情況下可能路徑有(n-1)！/2條，易造成信息時延過大、信息冗余失控等問題。傳統的依靠數理統計選取使用頻率高的分發共享路徑，易造成信息擁塞，而依靠固定時隙分發共享信息，易造成低效等問題。

為獲得信息分發共享能力的最優，如何從信息源頭出發尋求一條總時間最短的路徑把協同信息快速共享分發到所有節點并將分發結束信息回告源頭節點，以實現協同信息強實時互連、互通是當前面臨的一大問題。

本發明針對無中心節點雷達協同探測過程中存在雷達協同信息共享分發路徑規劃問題，通過指數函數自反饋混沌神經網絡優化方法，實現雷達協同信息共享分發路徑優化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種解決無中心節點雷達協同探測過程中雷達協同信息共享分發路徑優化方法。通過本發明，能夠在無中心節點雷達協同探測系統中實現從信息源頭出發尋求一條總時間最短的路徑將雷達協同信息快速共享分發到所有節點并將分發結束信息回告源頭節點的分發共享優化。

實現本發明的技術解決方案為：

首先根據雷達協同信息共享分發路徑優化問題的要求，構造帶有約束條件的目標優化函數；利用Lagrange函數，構造雷達協同信息共享分發路徑優化問題的能量函數；基于Chen-Aihara混沌神經元模型，將指數函數作為神經元的自反饋項，構造指數函數混沌神經元模型；基于指數函數混沌神經元模型，構造指數函數自反饋混沌神經網絡；利用指數函數自反饋混沌神經網絡進行雷達協同信息共享分發路徑優化問題的能量函數優化。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

采用指數函數自反饋混沌神經網絡進行雷達協同信息共享分發路徑優化的方法，能夠快速、準確、有效地尋找一條雷達協同信息共享分發最優路徑，該方法具有混沌搜索特性，易于跳出搜索過程局部極小值干擾的特點。本發明的提出和方法實現在雷達協同探測領域具有很高的推廣應用價值。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發明的數據流程圖。

圖2是指數函數混沌神經元模型混沌特性示意圖。

具體實施方式

本發明基于混沌神經網絡的雷達協同信息共享分發優化方法具體實施步驟為，參見附圖1。

(1)構造帶有約束條件的目標優化函數，方法如下：

無中心節點的雷達協同信息共享分發路徑優化問題用神經元數為N×N的連續網絡表述，N×N個神經元對應于一個N×N置換矩陣x，每個置換矩陣對應一條雷達協同信息共享分發路徑，其中x_ij＝1表示第i個節點在第j次序上被訪問，t_ij表示第i個節點到第j個節點的時間開銷。雷達協同信息共享分發路徑優化問題的目標優化函數為：

其中J₁表示置換矩陣中在每行中只有至多一個元素的值為1，即每個節點最多被訪問一次；J₂表示置換矩陣每列至多只有一個元素為1，即每個節點只訪問一次；J₃表示置換矩陣的每行每列均有且僅有一個元素為1。

(2)構造雷達協同信息共享分發路徑優化問題的能量函數，方法如下：

引入Lagrange函數，利用Lagrange函數將約束化問題轉為無約束化問題的特性，構造雷達協同信息共享分發路徑優化問題的能量函數為

E＝E₁+E₂

其中：

其中x_i0＝x_in和x_i,n+1＝x_i1，表示第N個節點和第1個節點在路徑上相鄰，t_ik為節點i、k之間的時間開銷。一個全局最小的E值代表一條雷達協同信息共享分發最優路徑。

(3)構造混沌神經元模型，方法如下：

基于Chen-Aihara混沌神經元模型，將指數函數作為神經元的自反饋項，構造指數函數混沌神經元模型為：