CN105320787A - 一种网络链路可靠性动态评估模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络链路可靠性动态评估模型构建方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：该方法包括如下步骤：(1)构建链路网络拓扑图；(2)分析链路频域概率密度函数；(3)构建链路可靠性动态评估模型。利用本发明的技术方案制作的网络链路可靠性动态评估模型，计算更简单，结果更直观，较好地反映了可靠性的动态变化过程。

Description

一种网络链路可靠性动态评估模型构建方法

技术领域

本发明具体涉及一种网络链路可靠性动态评估模型构建方法。

背景技术

随着网络复杂程度增加，网络可靠性问题已经成为一个热点问题，也是一个极其挑战性的课题，网络可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内网络完成规定任务的能力；连通可靠性是指网络实现连通功能的概率，是最早用来度量网络可靠性指标；经典算法有5种，如：状态枚举法、容斥原理法、不交积和法、因子分解法、图形拓扑法。它们面临计算复杂度随网络节点数增加而指数增长的“组合***”问题，近10年来相关学者进行了改进，比如：递归截断算法、蒙特卡洛仿真、基于马尔科夫链的方法^]等等，这些方法往往给出了网络连通可靠性的概率值或者概率范围，但不能反映出网络可靠性动态性；另外，在实际中，不仅需要网络***的可靠性，可能更需要关注通信网络中某条链路的可靠性，链路更是***中的基础。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，在借鉴概率密度函数概念基础上，构建一种网络链路可靠性动态评估模型，使其计算更简单，结果更直观，较好地反映了可靠性的动态变化过程。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种网络链路可靠性动态评估模型构建方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)构建链路网络拓扑图；

(2)分析链路频域概率密度函数；

(3)构建链路可靠性动态评估模型；

进一步地，所述链路拓扑结构图构建方法为：通过将链路抽象为由一组节点集V＝{v₁，v₂，…，v_n}与一组信息流集E＝{e₁，e₂，…，e_m}构成的G(V，E)；通过对节点和信息流进行频域节点化表示，形成频域网络拓扑结构。

进一步地，所述链路频域概率密度函数分析方法为：首先建立可靠性评估等级矩阵，所述的可靠性评估等级矩阵为某节点或信息流能稳定工作d₁，d₂，…，d_k天、月或小时的k个时间等级，用D＝[d₁，d₂，…，d_k]表示；D_i表示节点i的等级矩阵，D_ij表示节点i与节点j的信息流等级矩阵；其次，建立概率密度参数；所述的概率密度参数为表示某节点或信息流在该等级矩阵下的概率分布情况，用C＝[c₁，c₂，…，c_k]。

进一步地，所述链路可靠性动态评估模型构建方法是：结合链路的可靠性概率密度函数和链路可靠性评价等级矩阵形成结论为： $F=f_1*e^{-d_{1}s}+f_2*e^{-d_{2}s}+...+f_i*e^{-d_{i}s};$ 所述d_i上的可靠度f_i； $f_i=\underset{j=i}{\overset{\mathrm{length}\left(C\right)}{\mathrm{\Σ}}}{c}_j,$ d_i∈D。

利用本发明的技术方案制作的网络链路可靠性动态评估模型，计算更简单，结果更直观，较好地反映了可靠性的动态变化过程。

附图说明

图1是本发明的链路网络拓扑图；

图2是本发明的链路概率密度矩阵整理流程图；

图3是本发明的实施例1反空袭C3I网络图；

图4是本发明的实施例1反空袭C3I网络拓扑图；

图5是本发明的实施例1节点和信息流参数图；

图6是本发明的实施例1链路的可靠性概率密度函数和链路可靠性评价等级矩阵关系图；

图7是本发明的实施例1链路的可靠性概率密度函数和链路可靠性评价等级矩阵结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，该方法包括如下步骤：

(1)构建链路网络拓扑图；

(2)分析链路频域概率密度函数；

(3)构建链路可靠性动态评估模型；

如图1所示，所述链路拓扑结构图构建方法为：通过将链路抽象为由一组节点集V＝{v₁，v₂，…，v_n}与一组信息流集E＝{e₁，e₂，…，e_m}构成的G(V，E)；通过对节点和信息流进行频域节点化表示，形成频域网络拓扑结构。

所述链路频域概率密度函数分析方法为：首先建立可靠性评估等级矩阵，所述的可靠性评估等级矩阵为某节点或信息流能稳定工作d₁，d₂，…，d_k天、月或小时的k个时间等级，用D＝[d₁，d₂，…，d_k]表示；D_i表示节点i的等级矩阵，D_ij表示节点i与节点j的信息流等级矩阵；其次，建立概率密度参数；所述的概率密度参数为表示某节点或信息流在该等级矩阵下的概率分布情况，用C＝[c₁，c₂，…，c_k]。

如图2所示，其工作流程主要是为了完成：1、合并同类项；2、将密度矩阵沿时间等级矩阵从低到高排列；其结合链路的可靠性概率密度函数和链路可靠性评价等级矩阵形成结论为：所述d_i上的可靠度f_i；d_i∈D。

主要工作步骤是：

第一步，确定i，j范围；

第二步：合并同类项，如果di＝dj，那么c’＝ci+cj；

第三步，排序，如果di＞dj，这调整排序，将ci与cj对换，di与dj对换；

第四步，遍历所有项，即搜索所有ij进行比较。(第三、四个菱形)

实施例1：

如图3所示，根据反空袭C3I网络***的作战过程，建立网络图；其中各符号含义为：v1为系留浮空器；v2为移动接收站；v3为固定接收站；v4为基本指挥所；v5为预备指挥部；v6为空军指挥部；v7为地面防空阵地；ei为信息流(i＝1-9)。其指挥过程为：悬停在近地临近空间(地面以上20-100km的空间)的系留浮空器发现敌方来袭的巡航导弹后，将情报信息传送给固定接收站和移动接收站，接收站又将信息传递给基本指挥部和预备指挥部，基本指挥部将拦截指令下达给空军指挥部，空军指挥部根据上级命令，将作战命令下达给地面防空阵地以实施来袭巡航导弹的拦截。

如图4和图5所示，分别为反空袭C3I网络***网络图的链路拓扑结构图和节点和信息流参数图；根据链路拓扑结构图和节点和信息流参数图的不同方案，分析不同的链路频域概率密度函数；得出如图6和图7所示的不同方案的链路的可靠性概率密度函数和链路可靠性评价等级矩阵的关系和结果。

利用用本发明的技术方案制作的网络链路可靠性动态评估模型，计算更简单，结果更直观，较好地反映了可靠性的动态变化过程。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种网络链路可靠性动态评估模型构建方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)构建链路网络拓扑图；

(2)分析链路频域概率密度函数；

(3)构建链路可靠性动态评估模型。

2.根据权利要求1所述的网络链路可靠性动态评估模型构建方法，其特征在于，所述链路拓扑结构图构建方法为：通过将链路抽象为由一组节点集V＝{v₁，v₂，…，v_n}与一组信息流集E＝{e₁，e₂，…，e_m}构成的G(V，E)；通过对节点和信息流进行频域节点化表示，形成频域网络拓扑结构。

3.根据权利要求1所述的网络链路可靠性动态评估模型构建方法，其特征在于，所述链路频域概率密度函数分析方法为：首先建立可靠性评估等级矩阵，所述的可靠性评估等级矩阵为某节点或信息流能稳定工作d₁，d₂，…，d_k天、月或小时的k个时间等级，用D＝[d₁，d₂，…，d_k]表示；D_i表示节点i的等级矩阵，D_ij表示节点i与节点j的信息流等级矩阵；其次，建立概率密度参数；所述的概率密度参数为表示某节点或信息流在该等级矩阵下的概率分布情况，用C＝[c₁，c₂，…，c_k]。

4.根据权利要求1所述的网络链路可靠性动态评估模型构建方法，其特征在于，所述链路可靠性动态评估模型构建方法是：结合链路的可靠性概率密度函数和链路可靠性评价等级矩阵形成结论： $F=f_1*e^{-d_{1}s}+f_2*e^{{-d}_{2}s}+...+f_i*e^{{-d}_{i}s};$ 所述d_i上的可靠度f_i； $f_i=\underset{j=i}{\overset{\mathrm{length}\left(C\right)}{\mathrm{\Σ}}}{c}_j,$ d_i∈D。