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随着计算机、微电子、光通信等技术的发展,大量高新设备进入通信网,网络结构和网络组织发生了重大变化。通信网的规模越大、设备越复杂,对通信网的分析和设计就越困难,通信网的可靠性已成为通信网设计和分析中必须考虑的重要因素之一。
本文在全面分析通信网可靠性研究现状的基础上,针对通信网可靠性的评估问题,以野战地域通信网为研究对象,应用人工神经网络(ANN)技术建立地域通信网的评估模型。分别对通信网的节点重要性和网络可靠性进行评估,为地域通信网的设计提供依据。论文的主要研究内容如下:
一、分析了地域通信网可靠性的研究现状及存在的问题。根据地域通信网的结构和特点,通过分析比较地域通信网的抗毁性、生存性、有效性和完成性等四种可靠性测度指标,选取生存性作为本文研究通信网可靠性的测度,并建立地域通信网的图模型。
二、应用Hamming神经网络建立地域通信网节点重要性评估模型。将通信网中节点的度、节点的网络凝聚度、节点对通信网生成树的影响程度和节点对通信网可靠性的影响程度作为节点重要性的评价指标,对通信网中的节点进行重要性等级的划分。
三、应用BP神经网络建立通信网可靠性评估模型。综合考虑通信网中节点和链路的影响因素,对通信网可靠性进行评估。按照一定规则产生通信网的一些图模型,以此作为评估模型的训练样本。运用通信网可靠性的计算方法和蒙特卡洛仿真方法生成训练样本的目标值。对神经网络评估模型进行训练,然后应用训练好的评估模型对一个实际的地域通信网进行可靠性评估。
四、地域通信网可靠性评估原型系统的开发。在上述地域通信网可靠性评估模型和评估方法的研究基础上,对通信网可靠性评估系统进行了需求和功能分析。开发了一个原型系统,并通过一个实例演示了该系统的主要功能。
本文的研究来源于相关的国防科研课题和企业的需求。针对迅速发展的地域通信网及其急需解决的可靠性评估问题,建立了一个基于人工神经网络的地域通信网可靠性评估模型。研究了一套较完整的通信网可靠性评估算法,并开发了一个地域通信网可靠性的评估系统。解决了地域通信网的节点重要性和整网可靠性等两个方面的评估问题。本文研究成果已经交付课题合作方使用,能够实现对实际的野战地域通信网进行可靠性评估。所研发的模型、算法和系统均运行良好、效率高,获得用户好评。