機載超短波通信效能研討

時間:2022-06-05 03:55:00

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機載超短波通信效能研討

在軍事應用領域,機載超短波通信系統擔負著情報、態勢信息和作戰指揮等重要的軍事信息傳輸任務。機載超短波通信系統效能是載機任務電子系統體系效能的主要考核項目,也是現代電子戰領域的一個重要研究課題。機載超短波通信系統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。通過以往傳統的實驗室測試、計算機系統仿真和試驗場測試,不易給出機載超短波通信系統全面的效能定量評估。模糊綜合評判方法較好地實現對具有模糊性指標因子的系統效能的量化分析¨。利用模糊數學方法結合層次分析法(AHP,analytichierarchyprocess)對某機載超短波通信系統的綜合效能進行分析評估。

1機載超短波通信系統指標集的建立

根據層次分析法的分解方法,將某機載超短波通信系統進行三級分層,即目標層、準則層和指標層,其中機載超短波通信系統的系統效能即為目標層。在準則層的確定上,主要依據以下三方面因素進行劃分。

(1)作為無線電子通信系統,在機載環境下的適應能力及對其他電子設備的影響,即適用性;

(2)對特定的通信系統,應具備的通用和特有的通信相關指標的集合,即業務能力;

(3)考慮到機載超短波通信系統軍事方面的應用,構建其效能指標集時需融人相應的軍事應用特征,即安全性。將影響系統效能的各種因素和屬性分別劃歸到對應的準則內。機載超短波通信系統效能指標體系,如圖1所示,其中適用性指標包括電磁兼容性、設備穩定性及天線方向性。業務能力指標主要是指系統的話音、數據、抗干擾及其他相關能力,其中救生能力是具備發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。

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)根據建立的效能指標體系,確定效能分析的評估因子集合PP={p1,p2,…,p}(1)即P是由n個準則層,每個準則層又包含若干指標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。通常將Q進行歸一化處理。

(3)確定各評價指標的權重(權重反映各評價指標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,…,根據因素集合P通過AHP法得到指標的權重矩陣A,和A(i=1,2,…n),即先通過比較的方法,構造比較矩陣;然后計算權重比較矩陣的最大特征值和特征向量,并對特征向量進行層次單排序的歸一化處理;最后對矩陣進行一致性檢驗,當矩陣的一致性比例CR<0.10時,認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做出準則層評估因子評價矩陣足iR:()zi=1,2…,n(4)式中,是與P對應的準則層評價矩陣;為準則數目;Z為相應準則包含指標因子的個數;m為評價等級集合Q的長度。在準則層上,將對應的權系數矩陣w和評價矩陣R進行模糊變換,得到準則層模糊評判集,即目標層的評價矩陣R。R=(。R)i=1,2,…,n(5)式中,“。’為模糊合成算子;n為準則數目;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,且保證具有權向量性質,這里選乘以有界模糊算子(•,①)J。M(•,0)算子的簡單運算規則如下。令=()i=1,2,…,f6)Y=(Y)i=1,2,…,n=1,2,…,m對與l,進行(•,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)求解系統效能通過目標層權系數矩陣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按照其權重進行加權處理,得到目標層即系統的效能評估結果。

2.2應用分析

根據上面的模糊綜合模型和確立的系統指標集,對某機載超短波通信分系統的效能進行分析評估。

(1)確定評判的因素集合由建立的效能體指標系,得到系統的評價因子集合。系統效能P={適用性p。,業務能力p,安全性P3};適用性P。:{電磁兼容性P設備穩定性p。,天線方向性P};業務能力P={話音通信能力P,數據通信能力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{優秀,良好,一般,較差,差},其取值為{0.9,0.7,0.5,0.3,0.1}。

(3)構造權重比較矩陣,計算比較矩陣的權重根據事先確定的兩兩比較的重要性標度關系,見表1,構造準則層P上和指標因子層P-p上的比較矩陣。

3結語

在外場試驗對某特定機載超短波通信系統的功能和性能等諸多指標分析評估的基礎上,考慮系統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,以實際工程經驗結合專家判決的方式構造判決矩陣,對機載超短波通信系統的效能做分析評估。實踐表明,隨著試驗數據的積累,該方法能夠對某機載超短波通信系統效能做出合理、可信的評估,其結果得到用戶及研制方的認可。本文的處理模型簡單,運算量較少,評估較為全面、客觀,對具有類似軍事應用背景的系統或裝備的效能分析評估具有參考意義。