本文關鍵詞：多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性優(yōu)化研究　出處：《南昌航空大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 復雜網(wǎng)絡 多飛行器 度分布熵 平均二步度 抗毀性優(yōu)化

【摘要】：隨著網(wǎng)絡信息技術的飛速發(fā)展,復雜網(wǎng)絡下的多飛行器網(wǎng)絡化作戰(zhàn)的優(yōu)勢和重要性不斷提高。現(xiàn)實中的多飛行器往往處于各種各樣的網(wǎng)絡環(huán)境當中,這些多飛行器通信網(wǎng)絡在面對隨機失效的情況時,常常表現(xiàn)出較強的抗毀性,而在面對惡意的攻擊時,卻常常表現(xiàn)出較弱的抗毀性。如何改造現(xiàn)有復雜的多飛行器通信網(wǎng)絡和設計優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性,使它的抗毀性更高,越來越被人們所關注。本文要解決的問題是如何提高和優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性。為此,可以對多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性進行優(yōu)化設計,建立抗毀性模型,使用度分布熵和平均二步度優(yōu)化策略。多飛行器通信網(wǎng)絡在面對隨機失效和惡意攻擊時,無標度網(wǎng)絡的異構性對它的抗毀性有著非常重要的影響。而多飛行器通信網(wǎng)絡是無標度網(wǎng)絡,因此可以發(fā)現(xiàn)多飛行器通信網(wǎng)絡的非均勻性越大,則多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性也越強。通過把優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性問題轉化成優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的度分布熵和平均二步度的問題。在優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的度分布熵的過程中,通過遺傳算法來解決遇到的有約束條件下非線性混合整數(shù)規(guī)劃問題。而在優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的平均二步度的過程中,為了更好地解決非線性混合整數(shù)規(guī)劃問題,采用的是改進的蟻群算法。通過優(yōu)化仿真可以分別找到最優(yōu)化度分布熵和最優(yōu)化平均二步度。另外,還對其他能提高多飛行器通信網(wǎng)絡抗毀性的方法進行了探討,如:隱藏多飛行器通信網(wǎng)絡關鍵的節(jié)點;增加多飛行器通信網(wǎng)絡關鍵節(jié)點之間存在的鏈路冗余等。通過計算機仿真和理論推導,能找到度分布熵和平均二步度的最優(yōu)值,可以發(fā)現(xiàn)度分布熵和平均二步度不僅可以作為多飛行器通信網(wǎng)絡抗毀性的量度而且還能幫助優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性。進一步推導分析可以得到如下結論:度分布熵和平均二步度都能很好地幫助優(yōu)化多飛行器通信網(wǎng)絡的抗毀性。但是,在與度分布熵相比時,平均二步度不僅可以包含節(jié)點度分布多樣性的信息而且還能包含多飛行器通信網(wǎng)絡拓撲信息。因此,在度量多飛行器通信網(wǎng)絡異質性方面,平均二步度是一個更好的度量。
[Abstract]:With the rapid development of network information technology, the advantages and importance of multi aircraft network operations under complex networks have been improved. The reality of multi aircraft is often in a variety of network environment. These multi aircraft communication networks often exhibit strong invulnerability in the face of random failure, but often show weak invulnerability when facing malicious attacks. How to transform the existing complex multi aircraft communication network and design and optimize the invulnerability of multi aircraft communication network, making it more invulnerable, has attracted more and more attention. The problem to be solved is how to improve and optimize the survivability of the multi vehicle communication network. For this reason, the destruction resistance of the multi vehicle communication network can be optimized, the model of the destruction resistance is established, the entropy of degree distribution and the average two step optimization strategy can be used. In the face of random and malicious attacks, the heterogeneity of the scale-free networks has a very important impact on its survivability. The multi aircraft communication network is scale-free network, so it can be found that the greater the heterogeneity of multi aircraft communication network is, the stronger the survivability of multi aircraft communication network is. The problem of optimizing the damage resistance of the multi vehicle communication network is transformed into the optimization of the degree distribution entropy and the average two step of the multi vehicle communication network. In the process of optimizing the degree distribution entropy of multi aircraft communication network, genetic algorithm is applied to solve the nonlinear mixed integer programming problem with constraints. In the process of optimizing the average two steps of multi aircraft communication network, in order to solve the nonlinear mixed integer programming problem, the improved ant colony algorithm is adopted. The optimal degree distribution entropy and the optimal average two step degree can be found by the optimization simulation. Besides, we also discuss other ways to improve the invulnerability of multi aircraft communication network, such as hiding key nodes of multi aircraft communication network, increasing link redundancy between key nodes of multi aircraft communication network. Through computer simulation and theoretical derivation, which can find the optimal entropy of degree distribution and average value of two degrees, can find the entropy of degree distribution and average two degrees can be used not only as many aircraft communication network survivability measure but also help invulnerability optimization of multi aircraft communication network. The following conclusions can be obtained as follows: the degree distribution entropy and the average two step can help to optimize the survivability of the multi vehicle communication network. However, when compared with the degree distribution entropy, the average two step degree can not only contain information about the diversity of node degree distribution, but also contain the topology information of multi aircraft communication network. Therefore, the average two step is a better measure in measuring the heterogeneity of the multi vehicle communication network.
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN915.0;O157.5

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