1身份证号码：41030519841115XXXX 河南省焦作市 454000；2身份证号码：41080219880924XXXX 河南省焦作市 454000
摘要：科学技术的发展，我国的网络技术有了很大进展，“网络中心战”下通信网络的重要性不断提升。基于此，本文将围绕复杂网络的军事通信网络建模与性能开展研究，具体研究围绕建模及重要性度量、网络抗毁性分析、仿真分析展开，由此提出的军事通信网络图结构模型和评价方法能够较好服务于战场复杂体系建设。
关键词：复杂网络；军事通信；建模
引言
在前期大量研究工作的基础上，研究了基于知识图谱的战场通信网络数字建模技术并就其在战场通信网络安全方面的应用进行了探讨。
1指挥信息系统中的战场通信态势可视化
战场通信态势通常作为指挥信息系统的一部分在态势感知系统中得到呈现，而态势感知系统旨在为指挥员提供作战决策支持。美国军方开发的MCS（ManeuverControlSystem）系统为指挥员提供了战场地形环境、敌方和我军在战场上的部署以及战场通讯信号的覆盖范围的直观了解，能够有效地帮助指挥员科学决策。基于三维数字地球的加拿大GTGLOBE地球系统集成了全球态势信息，能够统一显示空天地一体化（多维）数字战场态势。美国海军开展的“通用作战图高级技术研究”，旨在提高从最高指挥官到战术级舰船和战士的各梯队的态势共享，作为美军通用的数字测绘产品应用及战场环境显示的工具软件，通用地理信息应用平台C/JMTK（Commercial/JointMappingToolkit）在美军几乎所有的C4ISR系统上得到应用，并不断升级换代。
2重要性度量
在网络可靠性评估中，链路和节点的通信重要性极为重要，由此开展的重要性度量需根据网络结构受到的链路和节点失效影响进行评估，以此明确网络通信能力受到的影响。通过军事通信网络的重要性评价，关键节点和链路可快速准确的在结构复杂、规模庞大的军事通信网络中找到，关键节点和链路的重点保护也能够获得依据，军事通信网络的整体性能提升自然可获得有力支持。复杂网络中节点和链路重要性评估方法属于学界常用的研究方法，考虑到单一的重要性评价方式无法应对高度复杂性的军事通信网络，因此本文开展多角度衡量，采用多种评价方式，以此更加全面的提供决策依据。节点重要性度量需围绕节点度、节点介数、节点信息效率三种指标展开，链路重要性度量需围绕度乘积、链路介数两种指标进行。
3仿真分析
3.1节点、链路重要性评估
在节点重要性评估中，研究分别采用节点信息效率、节点介数、节点度三种方法进行评估，多角度评估发现数量级方面不同方法计算的节点重要性差异明显，这说明不同方法存在差异明显的评估侧重点。以基于节点信息效率开展的评估为例，各个节点存在非常小的信息效率差别，即网络受到的不同节点移除影响基本相同，这说明各节点的重要性差异可基于通信网络结构模型实现的网络构建平衡；在链路重要性评估中，仅分析u＜v的情况。分析基于度乘积得到的链路重要性可以发现，存在阶梯式变化的表示度乘积，同时存在变化无明显规律的链路重要性，因此重要性评价准则应基于不同需求针对性选择。
3.2知识图谱的引入
知识图谱是人工智能关键技术之一，以更接近人类认知世界的形式，将客观世界的概念、实体、事件及其之间的关系形成一张语义网络图，是一种更好地组织、管理和利用大数据的方式。
建立战场通信网络知识图谱的方法基本遵循知识抽取、知识融合和知识推理3个典型过程，但在知识抽取的具体实施方式上有所区别。在以互联网为代表的通常业务场景下，从海量文本信息中抽取实体并建立实体间关系。这是一个自下而上，从具体到抽象的过程，采用的是归纳方式，特征是先有实体、再寻找实体间的关系。战场通信网络不存在海量文本数据，不具备通常方法得以实施所依赖的条件，而且战场通信网络的特征之间的关系不是简单、明确的关系，而是复杂、隐含的关系。战场通信网络知识抽取从结构化、半结构化和非结构化原始网络数据中抽取网络节点、节点属性和网络节点与要素关联关系等。战场通信网络知识融合是针对清洗后的网络知识数据，将不同通信手段、不同知识来源的知识按统一规范标准进行异构数据整合。经过对网络知识数据进行本体抽取、质量评估后的数据，通过知识推理形成高质量的战场通信网络知识图谱，并以图的方式进行结构化存储。标签是用户根据主观的认知和理解，用自由的词汇对文章、图片、视频等各种形态的网络资源进行描述。充分利用标签有效地组织和分析战场通信网络知识数据，不仅有助于发现不同战场通信手段、通信网络特征的精准属性及之间的关系，而且可以避免传统的刚性分类方式问题和一个事务只能属于某一类别的问题，将有助于对战场通信网络进行准确的建模。
3.3军事认知抗干扰通讯
传统的无线电通讯技术，并不具备很强的抗干扰能力，往往只能够针对一种或者几种无线电干扰信号进行预防，而且受到多路径效应的影响，电磁信号的抗干扰效果并不好。但是认知无线电技术的运用就可以有效提高电磁信号的抗干扰能力。认知无线电技术具备实时感知外部环境的功能，因而可以及时监测外部环境中存在的各种干扰信号，并且认知无线电系统可以自动根据频谱传播的需求和所处的电子信号环境选择合适的抗干扰技术，有效地预防电磁干扰信号对于频谱的传播影响。而且这种认知无线电网络还可以通过形成干扰网络，对地方的无线电信号传播产生干扰作用。
3.4网络抗毁性评估
基于军事背景进行考虑可以发现，军事通信网络会面临某一种规则的针对性打击，这种恶意攻击必须得到重视。网络中链路或节点重要性大小往往会是攻击网络的顺序，网络结构在遭受攻击的过程中会出现动态变化，此时存在发生变化的链路和节点重要性，因此二者的重要性需要在每一次攻击后针对性计算，当前网络链路和节点的重要性会成为下一次攻击的顺序。为反映网络抗毁性，需结合面对恶意攻击时网络拓扑结构变化进行反映，网络结构的变化可通过最大连通分量变化趋势表示。结合具体的网络抗毁性分析结果可以发现，在军事通信网络60%左右节点被恶意攻击移除后，存在基本碎片化的网络结构，此时网络在基于节点信息效率和节点度的恶意攻击下存在最稳定的表现，基于节点介数的恶意攻击排在之后，但三类恶意攻击下军事通信网络结构的表现基本相似。如基于最大连通分量比例在链路攻击下的曲线变化进行分析可以发现，两种恶意链路攻击下的网络最大连通分量存在较大差异，基于链路介数的恶意攻击下军事通信网络的表现最差，但此时存在整体变化平缓的最大连通分量曲线，无明显断点，可见多种攻击类型下利用通信网络结构模型构建的网络结构表现较为稳定。
结语
综上所述，基于复杂网络的军事通信网络建模能够较好服务于合理布局和结构优化。在此基础上，本文涉及的建模、重要性度量、网络结构抗毁性分析、网络业务抗毁性分析、节点与链路重要性评估、网络抗毁性评估等内容，则直观展示了军事通信网络建模及应用路径。为更好服务于军事通信网络优化，动态网络性能及特性的研究必须得到重视。
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