[发明专利]一种基于数值逆问题的网电效能评估模型优化方法

说明书

本发明公开了一种基于数值逆问题的网电效能评估模型优化方法。该方法步骤为：提取与网电效能相关的指标，建立评估效能的指标体系，并设定各指标权重；建立评估指标体系到网电效能的模糊映射，并运用S型函数对指标权重进行修正，将指标数值和修正后的权重代入模糊映射函数，得到网电效能的定量评估模型；在指标数值已知情况下，通过最小二乘法建立评估模型中网电效能对指标权值进行优化的逆问题模型；对上述逆问题模型施加正则化以抑制数值病态性，即在逆问题数学模型中加入正则罚函数项；对施加正则化的逆问题模型采用牛顿‑拉夫迅迭代算法求解得到最优权重。本发明通过已有仿真和实验数据对网电效能评估模型进行优化，提高了评估结果的准确性。

技术领域

本发明属于军事通信网络效能评估技术领域，特别是一种基于数值逆问题的网电效能评估模型优化方法。

背景技术

网络电磁空间作为未来战争的第五战场，具有高度动态性和强大的安全性措施的特点，导致对其作战效能的刻画十分困难，相关研究成果也较为匮乏。在军事活动中，如何对于一个战场通信网络的作战效能进行准确的评估是制定战略战术、合理高效指挥网电攻击的关键，同时对通信对抗的理论发展具有重要意义。

网电效能的评估涉及到多维度的指标，这些指标往往具有不同量纲，互相之间存在交叉融合，因此需要提取合理完备的指标体系来对建立网电效能评估模型。目前一些相关研究提出了基于梅特卡夫定律、ADC效能函数、拓扑破坏等的网电效能评估模型，但其模型的准确度较低，并缺少有效的数学算法来进行模型的优化。针对网电效能评估模型的优化方法研究较少，导致建立的评估模型在实际运用中准确度低，难以为战场中军事指挥提供有效的指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数值逆问题的网电效能评估模型优化方法，以提高评估模型的准确度和普适性，从而对网电实战中的指挥控制提供理论依据。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于数值逆问题的网电效能评估模型优化方法，步骤如下：

步骤1、提取与网电效能相关的指标，建立评估效能的指标体系，并设定各指标权重；

步骤2、建立评估指标体系到网电效能的模糊映射，并运用S型函数对指标权重进行修正，将指标数值和修正后的权重代入模糊映射函数，得到网电效能的定量评估模型；

步骤3、在指标数值已知情况下，通过最小二乘法建立评估模型中网电效能对指标权值进行优化的逆问题模型；

步骤4、对上述逆问题模型施加正则化以抑制数值病态性，即在逆问题数学模型中加入正则罚函数项；

步骤5、对施加正则化的逆问题模型采用牛顿-拉夫迅迭代算法求解得到最优权重。

进一步地，步骤1所述提取与网电效能相关的指标，建立评估效能的指标体系，并设定各指标权重，具体如下：

提取与网电效能相关的指标，包括频带利用率、信道利用率、网络容量、传输延时、误码率、丢包率、信噪比、网络连通度、机动能力和抗毁能力，建立评估效能的指标体系k＝(k₁,k₂,…,k_N)，k₁,k₂,…,k_N依次为第1～N个指标，并通过专家评估设定各指标权重为依次为指标k₁,k₂,…,k_N的权重。

进一步地，步骤2所述建立评估指标体系到网电效能的模糊映射，并运用S型函数对指标权重进行修正，将指标数值和修正后的权重代入模糊映射函数，得到网电效能的定量评估模型，具体如下：