艦船通信網(wǎng)絡(luò)論文范文

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1艦船通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其拓?fù)淠Ｐ?/p>

采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究艦船通信系統(tǒng)特性，要將通信網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化為拓?fù)淠Ｐ汀Ｔ谶@里，各個(gè)通信實(shí)體簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)；由于通信實(shí)體之間存在信息的傳輸與交換，連線代表兩個(gè)通信實(shí)體之間有直接的通信聯(lián)系。圖1為某艦船通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，出于保密要求，該圖為經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后的部分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。為了方便計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，用鄰接矩陣A對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ瓦M(jìn)行表示，A中元素aij規(guī)定為：aij＝1，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i與j相鄰；aij＝0，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i與j不相鄰。

2艦船通信網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性分析

在Watts和Strogatz關(guān)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的小世界現(xiàn)象的研究，以及Barabasi和Albert關(guān)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的無(wú)標(biāo)度特性的工作之后，人們對(duì)不同領(lǐng)域的大量實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦赃M(jìn)行了廣泛的實(shí)證性研究，得到了各個(gè)領(lǐng)域、各種實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)基本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［9］。如社會(huì)領(lǐng)域中電子郵件網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度L＝2．0，聚類系數(shù)C＝0．16；信息領(lǐng)域WWW（nd．edu）網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度L＝2．4，聚類系數(shù)C＝0．29。這兩種網(wǎng)絡(luò)具有類似于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的較高聚類系數(shù)和類似于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的較小平均路徑長(zhǎng)度，即小世界特性。由式（1）和式（2）可以計(jì)算出某艦船通信網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度L＝2．4318和聚類系數(shù)C＝0．1934。通過(guò)與電子郵件網(wǎng)絡(luò)和信息領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度值和聚類系數(shù)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)某艦船信息化網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與上述兩種網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接近。進(jìn)一步驗(yàn)證了某艦船通信網(wǎng)絡(luò)也具有小世界特性。可以看到，某艦船通信網(wǎng)絡(luò)具有較短的平均路徑長(zhǎng)度，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)中信息的流動(dòng)比較順利。這也使得軍事網(wǎng)絡(luò)為各作戰(zhàn)單元提供迅速、準(zhǔn)確、有效的通信支撐。通過(guò)計(jì)算，上述某艦船通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度分布如圖2所示。在這里，節(jié)點(diǎn)的度即為通信實(shí)體直接進(jìn)行信息交換的通信實(shí)體數(shù)目。由圖2可見(jiàn)，第14號(hào)節(jié)點(diǎn)的度為4，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最大。這意味著該節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系比較緊密，十分重要。也就是說(shuō)該節(jié)點(diǎn)受到攻擊或者損害會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)故障，甚至造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓［10］。通信節(jié)點(diǎn)的重要性還可以從介數(shù)指標(biāo)上得到驗(yàn)證。如圖3所示，14號(hào)節(jié)點(diǎn)的介數(shù)最大。節(jié)點(diǎn)的介數(shù)值越高，說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)的影響力越大，地位也越重要。

3結(jié)語(yǔ)

本文首先介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，重點(diǎn)闡述了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)度量參數(shù)：平均路徑長(zhǎng)度、聚類系數(shù)、度數(shù)、介數(shù)；然后將某艦船通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了抽象表示，并用鄰接矩陣表示了各通信實(shí)體之間的通信聯(lián)絡(luò)關(guān)系；最后通過(guò)仿真計(jì)算了該通信網(wǎng)的各項(xiàng)基本參數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明，某艦船通信網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的小世界特性。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)提供了一種全新的視角，幫助我們從整體上把握軍事通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，更好地認(rèn)識(shí)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征。

作者：梅丹王公寶胡偉文張建軍單位：海軍工程大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系