機(jī)載超短波通信效能研討
時(shí)間:2022-06-05 03:55:00
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在軍事應(yīng)用領(lǐng)域,機(jī)載超短波通信系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著情報(bào)、態(tài)勢(shì)信息和作戰(zhàn)指揮等重要的軍事信息傳輸任務(wù)。機(jī)載超短波通信系統(tǒng)效能是載機(jī)任務(wù)電子系統(tǒng)體系效能的主要考核項(xiàng)目,也是現(xiàn)代電子戰(zhàn)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。機(jī)載超短波通信系統(tǒng)效能的分析涉及到多個(gè)屬性、多種因素,其中部分屬性或因素具有不可測(cè)定的模糊性。通過以往傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真和試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試,不易給出機(jī)載超短波通信系統(tǒng)全面的效能定量評(píng)估。模糊綜合評(píng)判方法較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)某機(jī)載超短波通信系統(tǒng)的綜合效能進(jìn)行分析評(píng)估。
1機(jī)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(jī)載超短波通信系統(tǒng)進(jìn)行三級(jí)分層,即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層,其中機(jī)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(jī)載環(huán)境下的適應(yīng)能力及對(duì)其他電子設(shè)備的影響,即適用性;
(2)對(duì)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(jī)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(shí)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(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則內(nèi)。機(jī)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(hào)的能力,中繼能力是配置兩套及以上電臺(tái)具備的話音中繼能力,頻率管理能力是管理配置多臺(tái)超短波電臺(tái)同時(shí)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(píng)估因子集合PP={p1,p2,…,p}(1)即P是由n個(gè)準(zhǔn)則層,每個(gè)準(zhǔn)則層又包含若干指標(biāo)因子組成的評(píng)估集合。
(2)擬定合理長(zhǎng)度的因子評(píng)價(jià)等級(jí)集合QQ={q,g,…,q}(2)式中,m為評(píng)價(jià)等級(jí)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(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重(權(quán)重反映各評(píng)價(jià)指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中的重要性程度)集合w,且保證對(duì)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(jì)算權(quán)重比較矩陣的最大特征值和特征向量,并對(duì)特征向量進(jìn)行層次單排序的歸一化處理;最后對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn),當(dāng)矩陣的一致性比例CR<0.10時(shí),認(rèn)為判斷矩陣的一致性可以接受Ⅲ5],否則就要對(duì)判決矩陣作相應(yīng)修正,直到符合條件位置。
(4)確定評(píng)價(jià)矩陣R,由評(píng)價(jià)等級(jí)集合Q做出準(zhǔn)則層評(píng)估因子評(píng)價(jià)矩陣足iR:()zi=1,2…,n(4)式中,是與P對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)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(gè)數(shù);m為評(píng)價(jià)等級(jí)集合Q的長(zhǎng)度。在準(zhǔn)則層上,將對(duì)應(yīng)的權(quán)系數(shù)矩陣w和評(píng)價(jià)矩陣R進(jìn)行模糊變換,得到準(zhǔn)則層模糊評(píng)判集,即目標(biāo)層的評(píng)價(jià)矩陣R。R=(。R)i=1,2,…,n(5)式中,“?!癁槟:铣伤阕?;n為準(zhǔn)則數(shù)目;m為評(píng)價(jià)等級(jí)集合Q的長(zhǎng)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(jiǎn)單運(yùn)算規(guī)則如下。令=()i=1,2,…,f6)Y=(Y)i=1,2,…,n=1,2,…,m對(duì)與l,進(jìn)行(•,0)的模糊運(yùn)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(píng)價(jià)矩陣的模糊變換得到模糊評(píng)判集S。S=W。R=(s,2,…s)(9)將模糊評(píng)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(píng)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(duì)某機(jī)載超短波通信分系統(tǒng)的效能進(jìn)行分析評(píng)估。
(1)確定評(píng)判的因素集合由建立的效能體指標(biāo)系,得到系統(tǒng)的評(píng)價(jià)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(píng)判的等級(jí)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(jì)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(chǎng)試驗(yàn)對(duì)某特定機(jī)載超短波通信系統(tǒng)的功能和性能等諸多指標(biāo)分析評(píng)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(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)結(jié)合專家判決的方式構(gòu)造判決矩陣,對(duì)機(jī)載超短波通信系統(tǒng)的效能做分析評(píng)估。實(shí)踐表明,隨著試驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累,該方法能夠?qū)δ硻C(jī)載超短波通信系統(tǒng)效能做出合理、可信的評(píng)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(jiǎn)單,運(yùn)算量較少,評(píng)估較為全面、客觀,對(duì)具有類似軍事應(yīng)用背景的系統(tǒng)或裝備的效能分析評(píng)估具有參考意義。