战场电磁频谱分配模型构建及分配算法研究

发布时间：2020-05-10 16:44

【摘要】：电磁频谱作为现代化战争的信息载体,是唯一能够在任何时间、任何地点实现互联互通的信息传输媒介,战场无人机上的各种电子装备以及其指挥控制都离不开电磁频谱。也正由于各种武器装备对电磁频谱资源的依赖性越来越强,使得战场上各用频设备间的用频冲突日益激烈,导致各种作战设备在战场上难以发挥其作战效用,因此对战场上高效频谱资源分配算法的研究迫在眉睫。为了适应现代化信息战场瞬息万变的情况,电磁频谱资源分配算法既要确保战场上所有用频设备的公平性,同时又必须要具有分配迅速的特点。本文针对现有频谱分配算法中存在的缺点,从各用频设备的用频特性出发,在图论模型和拍卖竞价模型的基础上研究了基于极大独立集的拍卖竞价算法,具体工作包括以下内容:1.考虑到现代化信息战场上信息掌握以及信息应用对作战双方的重要性,主要对战场电磁环境建模的相关内容进行了研究。以直观展示目前的战场电磁频谱态势为目标,首先对战场电磁频谱态势生成技术、战场电磁频谱态势显示技术进行了研究,然后根据生成的电磁频谱态势分析战场上的用频设备状态以及用频设备间的干扰关系,并得到了用频设备状态矩阵和干扰矩阵,为下文对频谱分配算法的研究提供数据支撑。2.考虑到战场用频装备密集造成各战机间的干扰拓扑结构复杂的特点,本文针对如何简化战场干扰关系进行了分析讨论。从设备用频特性出发,重点研究了各可用频谱上的电磁频谱态势,得到了相应频谱上的拓扑结构,从而把一个多频谱集合形成的复杂网络拓扑结构简化为单个频谱上的简单拓扑图,既明确了战场上各用频设备间的干扰拓扑关系,又大幅降低了算法的复杂度。3.针对现有频谱分配算法每次只为一个用频设备分配频谱造成的算法效率较低的问题,引入了极大独立集的思想。另外,战场无人机间信息交流与拍卖竞价算法模型的信息交流模式不谋而合,都是集中式与分布式共存的模式,提出了基于极大独立集的拍卖竞价频谱分配算法。该算法可以一次为极大独立集中所有用频设备分配频谱,且不会在获得频谱使用权的用频设备间形成干扰,从而提高了频谱分配算法的分配效率。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：E96

【参考文献】