[發明專利]一種基于數值逆問題的網電效能評估模型優化方法

在審

• 申請號: 202110232753.5
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112907087A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李星;雷迎科;張孟伯;陳翔;潘必勝;滕飛;李小帥;李揚
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種基于數值逆問題的網電效能評估模型優化方法。該方法步驟為：提取與網電效能相關的指標，建立評估效能的指標體系，并設定各指標權重；建立評估指標體系到網電效能的模糊映射，并運用S型函數對指標權重進行修正，將指標數值和修正后的權重代入模糊映射函數，得到網電效能的定量評估模型；在指標數值已知情況下，通過最小二乘法建立評估模型中網電效能對指標權值進行優化的逆問題模型；對上述逆問題模型施加正則化以抑制數值病態性，即在逆問題數學模型中加入正則罰函數項；對施加正則化的逆問題模型采用牛頓?拉夫迅迭代算法求解得到最優權重。本發明通過已有仿真和實驗數據對網電效能評估模型進行優化，提高了評估結果的準確性。

技術領域

本發明屬于軍事通信網絡效能評估技術領域，特別是一種基于數值逆問題的網電效能評估模型優化方法。

背景技術

網絡電磁空間作為未來戰爭的第五戰場，具有高度動態性和強大的安全性措施的特點，導致對其作戰效能的刻畫十分困難，相關研究成果也較為匱乏。在軍事活動中，如何對于一個戰場通信網絡的作戰效能進行準確的評估是制定戰略戰術、合理高效指揮網電攻擊的關鍵，同時對通信對抗的理論發展具有重要意義。

網電效能的評估涉及到多維度的指標，這些指標往往具有不同量綱，互相之間存在交叉融合，因此需要提取合理完備的指標體系來對建立網電效能評估模型。目前一些相關研究提出了基于梅特卡夫定律、ADC效能函數、拓撲破壞等的網電效能評估模型，但其模型的準確度較低，并缺少有效的數學算法來進行模型的優化。針對網電效能評估模型的優化方法研究較少，導致建立的評估模型在實際運用中準確度低，難以為戰場中軍事指揮提供有效的指導意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數值逆問題的網電效能評估模型優化方法，以提高評估模型的準確度和普適性，從而對網電實戰中的指揮控制提供理論依據。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于數值逆問題的網電效能評估模型優化方法，步驟如下：

步驟1、提取與網電效能相關的指標，建立評估效能的指標體系，并設定各指標權重；

步驟2、建立評估指標體系到網電效能的模糊映射，并運用S型函數對指標權重進行修正，將指標數值和修正后的權重代入模糊映射函數，得到網電效能的定量評估模型；

步驟3、在指標數值已知情況下，通過最小二乘法建立評估模型中網電效能對指標權值進行優化的逆問題模型；

步驟4、對上述逆問題模型施加正則化以抑制數值病態性，即在逆問題數學模型中加入正則罰函數項；

步驟5、對施加正則化的逆問題模型采用牛頓-拉夫迅迭代算法求解得到最優權重。

進一步地，步驟1所述提取與網電效能相關的指標，建立評估效能的指標體系，并設定各指標權重，具體如下：

提取與網電效能相關的指標，包括頻帶利用率、信道利用率、網絡容量、傳輸延時、誤碼率、丟包率、信噪比、網絡連通度、機動能力和抗毀能力，建立評估效能的指標體系k＝(k₁,k₂,…,k_N)，k₁,k₂,…,k_N依次為第1～N個指標，并通過專家評估設定各指標權重為依次為指標k₁,k₂,…,k_N的權重。

進一步地，步驟2所述建立評估指標體系到網電效能的模糊映射，并運用S型函數對指標權重進行修正，將指標數值和修正后的權重代入模糊映射函數，得到網電效能的定量評估模型，具體如下：