基于Nash-Q的网络信息体系对抗仿真技术

武器装备体系作战仿真研究隶属于复杂系统研究范畴,首次对基于Nash-Q的网络信息体系(network information system-of-systems,NISoS)对抗认知决策行为进行探索研究。Nash-Q算法与联合Q learning算法具有类似的形式,其区别在于联合策略的计算,对于零和博弈体系作战模型,由于Nash-Q不需要其他Agent的历史信息即可通过Nash均衡的求解而获得混合策略,因此更易于实现也更加高效。建立了战役层次零和作战动态博弈模型,在不需要其他Agent的完全信息时,给出了Nash均衡的求解方法。此外,采用高斯径向基神经网络对Q表进行离散,使得算法具有更好的离散效果以及泛化能力。最后,通过NISoS作战仿真实验验证了算法的有效性以及相比基于Q-learning算法以及Rule-based决策算法具有更高的收益,并且在离线决策中表现优异。     

基于复杂网络的体系作战协同能力分析方法研究

针对作战体系中类型各异的作战实体及交互关系,从物理域、信息域与认知域的视角,构建由战场空间指控网、信息网和交战网组成的体系作战超网络模型;以体系作战协同自同步能力为研究目标,探讨了多域耦合强度、网络拓扑结构等因素对体系作战协同能力的影响,提出了基于作战环的体系作战同步模型,定义了表征体系作战自同步的全局序参量和局部序参量,并利用演习数据进行了实证分析。     

信息化条件下海上编队区域防空目标分配方法

针对现代海上编队作战是基于信息系统的体系作战客观要求,对信息化条件下海上编队区域防空目标分配问题进行了研究,提出了对空防御拦截水平的概念,建立了多层防御模式下的编队区域防空目标分配模型.为了有效求解模型,综合运用交互式决策思想和遗传算法,提出了一种基于遗传算法(GA)的交互式求解模型的方法.在GA设计中,通过对染色体编码、初始化种群、适应度函数以及遗传运算、选择策略等环节的合理设计,保证了产生个体的有效性,提高了搜索质量,加快了搜索速度.仿真结果表明了模型和算法的有效性,从而为有效解决现代海上编队体系作战的区域防空目标分配问题探求了一条新途径.     

基于预定指挥规则的指挥决策模型研究

针对战役级作战仿真对指挥决策模型的需求,提出了一种新的指挥决策建模方法—基于预定指挥规则的指挥决策建模方法。阐述了该方法的建模原理,设计了预定指挥规则的体系、数据结构以及决策推理机制,建立了预定指挥规则管理系统和基于预定指挥规则的指挥决策模型。该建模方法能实现指挥机构结构、性能、功能仿真;真正实现了指挥决策模型的重用;具有很好的开放性和交互性。     

基于进程的Agent体系仿真模型框架

在体系对抗仿真中,如何表示作战实体的决策行为是一个难点。进程交互仿真方法由于其面向实体描述,可以给出针对特定实体的完整行为序列,不需要建立大量关联关系复杂的事件例程和活动例程,易于描述实体完整的生命周期,因此采用进程交互仿真可以大大减少Agent复杂行为表示的难度,可以为Agent行为提供一种更加自然的表示方法,大大增加Agent行为建模的效率。本文分析了基于进程的Agent仿真调度策略,提出了基于进程的体系仿真模型框架和体系仿真模型调度过程,并针对作战实体的决策行为讨论了作战实体的决策行为原语和行为组合进程。     

环境影响下作战态势交互路径选择模型及策略

针对作战决策同步过程中的态势交互阶段研究不足问题,提出环境影响下作战态势交互路径选择模型及策略。首先,界定作战态势交互在作战组织结构中选择路径的有效范围,由此构建路径选择模型,并设计衡量路径调整影响的扰动因子;其次,通过对环境影响下作战态势交互路径选择过程的理论分析,提出3种选择策略和3种调整模式;最后,通过案例仿真验证了路径选择模型及其策略的有效性,并设计4个交互环节相继阻塞的情况以检验路径调整模式的可行性。     

海上多武器平台对抗CEC仿真系统设计与研究

简述协同作战能力（CEC）的概念，根据CEC的思想，建立了一个基于DIS的海上多武器平台对抗仿真系统。研究了该系统设计中的开放的体系结构、数据同步融合和决策建模等关键技术。从编队攻击的典型仿真实验和编队是否配置CEC作战效果的计算两个方面，探讨了CEC系统对编队作战性能的影响。     

基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估及恢复策略

韧性可以全面描述装备体系吸收打击或干扰、并从打击或干扰中恢复的能力, 体现了体系的综合性能。针对装备体系的韧性提出了一种量化评价方法, 以对装备体系作战网络链路进行重要度评估。首先给出了装备体系韧性的明确定义, 并建立了量化韧性的数学模型; 其次提出了基于韧性增加值的链路重要度指标, 并构建了一种基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估模型; 然后构建了不同的恢复策略,并分析了其对作战网络性能恢复的影响; 最后通过应用案例验证了所提方法与模型的适用性和合理性, 为优化体系结构、保障和提高体系作战性能提供了理论支撑, 也为进一步开展基于装备体系韧性的作战网络应用研究提供了参考借鉴。     

基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估

从体系角度出发,提出一种基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估方法。首先,将武器装备与装备间关系分别抽象为作战网络中节点与边,建立了基于作战指标的节点与边关系描述模型。然后,构造基于作战环的综合影响指标对武器装备体系作战网络作战能力进行评估,同时建立装备的贡献度评价模型衡量单装备在武器装备体系中的贡献程度。最后,以导弹防御体系为例分析验证了提出方法的可行性。结果显示决策类节点在武器装备体系中扮演重要角色。     

基于复杂网络的作战体系模型

针对复杂网络的脆弱性问题,面向作战体系的对抗性需求,基于复杂网络理论,利用Agent技术和OODA(观察、判断、决策、行动)作战过程,提出了作战体系模型的杓建方法.采用自底向上方法,该模型可以通过迭代扩充模型的层次,具有Agent属性、层次性、嵌套性、节点和边的冗余性等作战体系用于对抗的属性.对特征参数的仿真试验结果表明,该作战体系模型不仅具有较好的鲁棒性,而且对脆弱性也有明显的改善,能够较好的满足指挥体系在作战中的对抗需求.     

基于飞秒脉冲相关法的高精度时间同步测量

提出以飞秒脉冲作为时间信号的载体进行高精度时间同步测量的方法。基于光学倍频介质和二次谐波效应分析了基于飞秒脉冲相关探测的时间同步测量机理。完成了基于飞秒脉冲的高精度时间同步测量系统构建,研究了时延测量的时域空域参数依赖关系,通过空间延迟线扫描的方式进行系统定标和时延测试。测试结果表明,该方案能够实现10 fs量级的时间同步测量,为高精度时间同步研究提供了新的方法。     

基于灰预测的PTP协议改进方法

随着无线网络节点时钟同步需求的日益增加和实时性应用的增多,时钟同步的地位越来越突出,在改善用户体验、提高节点资源的使用率、提高系统稳定性等方面,时钟同步也有着重要意义。精确时钟同步协议(precision time protocol,PTP)广泛运用在时钟同步机制,然而,由于无线网络中存在随机不对称时延,使得PTP的精确度下降。尽管通过统计和估计的方法可以提高同步精度,但需要收集大量的样本,这将导致收敛速度减慢,对于资源有限的设备节点还会引发内存占用问题。首先给出了无线网络中节点之间时钟偏差的特性分析,然后提出了一种基于GM(1,1)的灰预测模型的快速时钟同步方法,该方法基于灰预测理论,灰理论是针对既无经验,数据又少的不确定问题。而对于资源有限的无线网络节点的时钟同步,不对称时延是不确定性的,同时样本很少,非常适合用灰理论进行时延估计。实验结果表明所提解决方案可以实现高精度的快速时钟同步。     

多相滤波时钟同步系统的设计与性能分析

高精度、高速率的时钟同步技术是现代数字通信系统实现的关键之一. 以QPSK基带通信系统为例, 提出了多相滤波的最大似然定时误差检测时钟同步方法, 详细分析了其工作原理与设计过程, 并用MATLAB进行了性能仿真. 结果表明, 在误码率接近10⁵时, 该方法与无定时偏差的相干解调相比, Eb/N0要求相 差不到0.5dB, 具有比较理想的性能, 而且计算量较小, 容易用现代DSP或FPGA予以实现.     

基于非等量采样的伪码同步技术研究

针对数字通信系统中伪随机噪声(pseudo-random noise, PN)码同步技术的同步精度受限于采样间隔的问题,结合可变群时延的高精度同步思想,利用采样点位置偏移量的变化,推导出了非等量采样(non-commensurate sampling, NCS)下的PN码相关函数解析表达式,提出了基于精度因子的NCS率选取准则,通过精度因子可快速判断出NCS后PN码的同步精度下限。在此基础上,分析了码序列周期、接收机前端滤波器等附加因素对PN码同步精度的影响。对NCS率选取准则的研究,为优化数字通信系统设计提供了理论指导,达到以低硬件消耗实现高精度同步的目的。     

基于混沌同步的保密通信

针对网络数据传输的安全问题,提出了一种基于混沌同步的保密通信方法。通过设计非线性状态观测器,构造了两个混沌系统并使其保持同步,从而实现加密信号的完全再现。同时分析了同步系统的稳定性,给出了设计非线性状态观测器的方法。应用熟知的Rossler混沌系统构建保密通信系统,并进行分析和仿真。仿真结果表明,该方法具有设计简单、同步速度快、保密程度高等特点。     

基于有色petri网的多媒体流同步控制

有色Petri网是一种高级网系统,可以为系统建模提供强有力地支持,既可以反映静态结构,又可以描述动态过程。本文针对多媒体的同步控制问题,以信宿端的缓存控制和时间戳为控制策略,建立了变迁时化有色Petri网模型,并对该模型进行了基于Simulink的实验仿真,实验结果验证了该模型的有效性。     

基于时间事件模型的实时系统仿真与时序分析

提出了一种基于时间事件模型的实时系统时序分析方法。该方法以仿真为基础对目标系统进行分析,不仅可以描述实时系统的周期和非周期任务,各种同步事件以及与时间有关的行为特征,而且还能够刻画实时系统中多个任务间的通信与同步特性;通过基于优先级的可抢占式的任务调度算法对目标模型进行仿真执行,并基于仿真结果对其进行时序分析,如任务响应时间和执行时间等,避免了形式化分析方法存在的状态空间爆炸问题。最后通过实例验证本模型与方法的有效性与实用性。     

基于GPS/北斗系统的时间源研究与设计

为了提高分布式测试系统中各设备单元的时间同步精度,需要研制安全可靠的时间源。首先分析了时间源的结构组成与系统模型,提出了采用多时间基准冗余配置的方法,提高了时间源的可靠性。在此基础上给出了基于GPS/北斗系统的双模时间源设计方案,并对系统性能进行了验证。实验结果表明时间源的性能达到了ITU-T G811规范的要求。目前,该系统成功应用于CDMA基站的定时系统。     

Stability Analysis and Performance Evaluation of Delayed Bilateral Telerobotic Systems over a Lossy Communication Channel

The focus of this paper is to address a novel control technique for stability and transparency analysis of bilateral telerobotic systems in the presence of data loss and time delay in the communication channel. Different control strategies have been reported to compensate the effects of time delay in the communication channel;however, most of them result in poor performance under data loss. First, a model for data loss is proposed using a finite series representation of a set of periodic continuous pulses.To improve the performance and data reconstruction, a holder circuits is also introduced. The passivity of the overall system is provided via the wave variable technique based on the proposed model for the data loss. The stability analysis of the system is then derived using the Lyapunov theorem under the time delay and the data loss. Finally, experimental results are given to illustrate the capability of the proposed control technique.     

四阶蔡氏超混沌电路的单向耦合同步研究

混沌同步是混沌保密通信中的一项关键技术。采用超混沌系统可提高通信系统的保密性能。研究了四阶蔡氏超混沌电路的单向耦合同步问题。只用单变量单向离散耦合就可实现两个超混沌系统的同步。根据Jyapunov稳定性定理,得到了两个系统达到同步时耦合系数的阈值。理论分析和数值模拟结果证明,本方法具有一定的实用价值。