機載超短波通信效能研討
時間:2022-06-05 03:55:00
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在軍事應(yīng)用領(lǐng)域,機載超短波通信系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著情報、態(tài)勢信息和作戰(zhàn)指揮等重要的軍事信息傳輸任務(wù)。機載超短波通信系統(tǒng)效能是載機任務(wù)電子系統(tǒng)體系效能的主要考核項目,也是現(xiàn)代電子戰(zhàn)領(lǐng)域的一個重要研究課題。機載超短波通信系統(tǒng)效能的分析涉及到多個屬性、多種因素,其中部分屬性或因素具有不可測定的模糊性。通過以往傳統(tǒng)的實驗室測試、計算機系統(tǒng)仿真和試驗場測試,不易給出機載超短波通信系統(tǒng)全面的效能定量評估。模糊綜合評判方法較好地實現(xiàn)對具有模糊性指標(biāo)因子的系統(tǒng)效能的量化分析¨。利用模糊數(shù)學(xué)方法結(jié)合層次分析法(AHP,analytichierarchyprocess)對某機載超短波通信系統(tǒng)的綜合效能進(jìn)行分析評估。
1機載超短波通信系統(tǒng)指標(biāo)集的建立
根據(jù)層次分析法的分解方法,將某機載超短波通信系統(tǒng)進(jìn)行三級分層,即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層,其中機載超短波通信系統(tǒng)的系統(tǒng)效能即為目標(biāo)層。在準(zhǔn)則層的確定上,主要依據(jù)以下三方面因素進(jìn)行劃分。
(1)作為無線電子通信系統(tǒng),在機載環(huán)境下的適應(yīng)能力及對其他電子設(shè)備的影響,即適用性;
(2)對特定的通信系統(tǒng),應(yīng)具備的通用和特有的通信相關(guān)指標(biāo)的集合,即業(yè)務(wù)能力;
(3)考慮到機載超短波通信系統(tǒng)軍事方面的應(yīng)用,構(gòu)建其效能指標(biāo)集時需融人相應(yīng)的軍事應(yīng)用特征,即安全性。將影響系統(tǒng)效能的各種因素和屬性分別劃歸到對應(yīng)的準(zhǔn)則內(nèi)。機載超短波通信系統(tǒng)效能指標(biāo)體系,如圖1所示,其中適用性指標(biāo)包括電磁兼容性、設(shè)備穩(wěn)定性及天線方向性。業(yè)務(wù)能力指標(biāo)主要是指系統(tǒng)的話音、數(shù)據(jù)、抗干擾及其他相關(guān)能力,其中救生能力是具備發(fā)送和接收超短波救生信號的能力,中繼能力是配置兩套及以上電臺具備的話音中繼能力,頻率管理能力是管理配置多臺超短波電臺同時工作而不相互干擾的能力。該系統(tǒng)還具備防入侵能力、信息保密能力和毀鑰能力等軍事特征的安全性指標(biāo)。
2模糊綜合模型下的效能分析
2.1模糊綜合模型毀鑰能力
(1)根據(jù)建立的效能指標(biāo)體系,確定效能分析的評估因子集合PP={p1,p2,…,p}(1)即P是由n個準(zhǔn)則層,每個準(zhǔn)則層又包含若干指標(biāo)因子組成的評估集合。
(2)擬定合理長度的因子評價等級集合QQ={q,g,…,q}(2)式中,m為評價等級集合Q的量化階數(shù)。通常將Q進(jìn)行歸一化處理。
(3)確定各評價指標(biāo)的權(quán)重(權(quán)重反映各評價指標(biāo)在綜合評價中的重要性程度)集合w,且保證對其求和等于1。即W={1,2,…,}(3)∑=1i=1,2,…,根據(jù)因素集合P通過AHP法得到指標(biāo)的權(quán)重矩陣A,和A(i=1,2,…n),即先通過比較的方法,構(gòu)造比較矩陣;然后計算權(quán)重比較矩陣的最大特征值和特征向量,并對特征向量進(jìn)行層次單排序的歸一化處理;最后對矩陣進(jìn)行一致性檢驗,當(dāng)矩陣的一致性比例CR<0.10時,認(rèn)為判斷矩陣的一致性可以接受Ⅲ5],否則就要對判決矩陣作相應(yīng)修正,直到符合條件位置。
(4)確定評價矩陣R,由評價等級集合Q做出準(zhǔn)則層評估因子評價矩陣足iR:()zi=1,2…,n(4)式中,是與P對應(yīng)的準(zhǔn)則層評價矩陣;為準(zhǔn)則數(shù)目;Z為相應(yīng)準(zhǔn)則包含指標(biāo)因子的個數(shù);m為評價等級集合Q的長度。在準(zhǔn)則層上,將對應(yīng)的權(quán)系數(shù)矩陣w和評價矩陣R進(jìn)行模糊變換,得到準(zhǔn)則層模糊評判集,即目標(biāo)層的評價矩陣R。R=(。R)i=1,2,…,n(5)式中,“?!癁槟:铣伤阕樱籲為準(zhǔn)則數(shù)目;m為評價等級集合Q的長度。為充分利用矩陣R信息,并具有較大綜合性,且保證具有權(quán)向量性質(zhì),這里選乘以有界模糊算子(•,①)J。M(•,0)算子的簡單運算規(guī)則如下。令=()i=1,2,…,f6)Y=(Y)i=1,2,…,n=1,2,…,m對與l,進(jìn)行(•,0)的模糊運算,得到zz=X。Y=(=1,2,…,m(7)=(l•Yl)(2•y2f)…(•Y)八1=min(1,1。Yu+2。y2,+…+‘Y聊)=1,2,…,m(8)。
(5)求解系統(tǒng)效能通過目標(biāo)層權(quán)系數(shù)矩陣w與評價矩陣的模糊變換得到模糊評判集S。S=W。R=(s,2,…s)(9)將模糊評判集S按照其權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理,得到目標(biāo)層即系統(tǒng)的效能評估結(jié)果。
2.2應(yīng)用分析
根據(jù)上面的模糊綜合模型和確立的系統(tǒng)指標(biāo)集,對某機載超短波通信分系統(tǒng)的效能進(jìn)行分析評估。
(1)確定評判的因素集合由建立的效能體指標(biāo)系,得到系統(tǒng)的評價因子集合。系統(tǒng)效能P={適用性p。,業(yè)務(wù)能力p,安全性P3};適用性P。:{電磁兼容性P設(shè)備穩(wěn)定性p。,天線方向性P};業(yè)務(wù)能力P={話音通信能力P,數(shù)據(jù)通信能力P,抗干擾能力P,,救生能力P,中繼能力P筠,頻率管理能力P};安全性P,={防入侵能力P,。,保密能力P,:,毀鑰能力P,,}。
(2)擬定評判的等級判決集Q用集合{優(yōu)秀,良好,一般,較差,差},其取值為{0.9,0.7,0.5,0.3,0.1}。
(3)構(gòu)造權(quán)重比較矩陣,計算比較矩陣的權(quán)重根據(jù)事先確定的兩兩比較的重要性標(biāo)度關(guān)系,見表1,構(gòu)造準(zhǔn)則層P上和指標(biāo)因子層P-p上的比較矩陣。
3結(jié)語
在外場試驗對某特定機載超短波通信系統(tǒng)的功能和性能等諸多指標(biāo)分析評估的基礎(chǔ)上,考慮系統(tǒng)效能的各種不確定性因素,融合AHP分層思想的模糊算法模型,以實際工程經(jīng)驗結(jié)合專家判決的方式構(gòu)造判決矩陣,對機載超短波通信系統(tǒng)的效能做分析評估。實踐表明,隨著試驗數(shù)據(jù)的積累,該方法能夠?qū)δ硻C載超短波通信系統(tǒng)效能做出合理、可信的評估,其結(jié)果得到用戶及研制方的認(rèn)可。本文的處理模型簡單,運算量較少,評估較為全面、客觀,對具有類似軍事應(yīng)用背景的系統(tǒng)或裝備的效能分析評估具有參考意義。