авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Управление информационными потоками сетей радиосвязи в условиях радиоэлектронного противодействия

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Шабалин Евгений Арьевич

управление информационными потоками

сетей радиосвязи

в условиях радиоэлектронного противодействия

Специальность 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации» (по техническим наукам)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Нижний Новгород 2008

Работа выполнена на кафедре «Электроника и сети ЭВМ» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Милов Владимир Ростиславович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор

Есипенко Валентин Иванович

кандидат технических наук, доцент

Кульчицкий Валерий Каземирович

Ведущая организация ФГУ «30-й ЦНИИ Министерства обороны

России»

Защита состоится 4 декабря 2008 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.05 в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ГСП-41, ул. К. Минина, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского

государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева.

Автореферат разослан 31 октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.165.05

к.т.н., доцент Суркова А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Появление новых видов оружия и изменение характера вооруженной борьбы, необходимость постоянного эффективного взаимодействия большого количества видов вооруженных сил и родов войск, одновременно выполняющих множество сложнейших взаимосвязанных задач, определяет потребность в совершенствовании управления вооруженными силами. Значительное повышение эффективности управления вооруженными силами может быть достигнуто за счет развития информационной поддержки процессов управления в результате создания единого информационного пространства вооруженных сил. При этом должно обеспечиваться хранение, извлечение и анализ разнородной информации, а также эффективное взаимодействие между органами управления вооруженных сил различных уровней в ходе принятия решений и во время их реализации.

Для решения указанных задач по управлению вооруженными силами необходимо безусловное доведение до исполнителей приказов руководства. Это потребует повышения эффективности передачи информационных потоков, поскольку существующие тактические системы связи имеют ряд ограничений, которые приводят к снижению эффективности управ­ления боевыми действиями подразделений.

Для систем передачи информации специального назначения одной из основных характеристик является вероятность своевременной доставки сообщений либо надежность связи. Для систем принятия решений и управления определяющей является ценность передаваемых сообщений. Так, эффективность действий лица принимающего решения в значительной мере связана с тем, насколько доступная информация способствует достижению поставленных целей.



При разработке систем управления обычно считается, что все необходимые сообщения и команды будут передаваться с допустимой задержкой и практически без ошибок. Однако в состав автоматизированных систем управления войсками и оружием, как правило, входит подсистема радиосвязи, которая в условиях конфликта может подвергаться воздействию преднамеренных помех. При этом реализуются угрозы линиям связи и системам информационного обеспечения управляющих систем. Наличие информационных потерь, вызванных воздействием преднамеренно создаваемых помех, приводит к увеличению риска ошибочных решений при формировании управляющих воздействий и к снижению эффективности управления войсками и оружием.

Для обеспечения эффективности совместного функционирования подсистем сбора, передачи и обработки информации при управлении войсками и оружием необходим учет различных характеристик передаваемых сообщений. Разработка новых методов и процедур снижения риска при принятии решений в системах управления войсками и оружием за счет повышения эффективности передачи сообщений с учетом ценности информации в условиях радиоэлектронного противодействия является актуальной.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель работы заключается в разработке новых методов и процедур управления информационными потоками в условиях радиоэлектронного противодействия линиям радиосвязи для снижения риска при принятии решений.

Указанная цель достигается решением следующих задач.

  1. Анализ требований к новому поколению телекоммуникационных сетей, функционирующих в условиях радиоэлектронного противодействия.
  2. Формирование подхода к комплексному анализу помехозащищенности систем радиосвязи.
  3. Анализ влияния несвоевременной доставки отдельных сообщений на риск при принятии решений.
  4. Разработка способа определения информационного ущерба, вызванного радиоэлектронным противодействием.
  5. Разработка способа и алгоритма управления логическими каналами в сетях радиосвязи с учетом ценности информации и радиоэлектронного противодействия.

Методы исследования

В диссертационной работе использованы методы исследования, которые базируются на теории принятия решений, теории полезности, теории информации, теории построения адресных систем радиосвязи, теории радиоэлектронной борьбы, а также методах оптимизации и математического моделирования.

Научная новизна

  1. Предложен новый подход к оценке помехозащищенности систем радиосвязи, основанный на применении байесовских сетей.
  2. Разработан новый способ определения риска при принятии решений, учитывающий возможные потери отдельных передаваемых сообщений.
  3. Сформирована новая процедура оценки информационного ущерба, возникающего из-за радиоэлектронного противодействия.
  4. Разработан новый подход и алгоритмы управления логическими каналами сети радиосвязи с учетом ценности информации.

Практическая значимость работы

Предложенные в диссертационной работе методы и алгоритмы управления логическими каналами позволяют максимизировать полезность доставляемых сообщений при использовании сведений о состоянии каналов связи и уменьшить информационный ущерб в условиях радиоэлектронного противодействия.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в ФГУП «НПП «Полет» при разработке алгоритмов управления ресурсами сети, реализованными в комплексах управления связью воздушных узлов связи объектов системы управления воздушного базирования.

Принципы распределения каналов между различными источниками информации и соответствующие алгоритмы реализуются в ОКР «Ретранслятор 2М».

Отдельные положения и процедуры использованы при разработке объединенной системы связи, обмена данными, навигации и опознавания, разрабатываемой в интересах оперативно-тактического звена.

Полученные результаты могут быть использованы при построении систем и сетей радиосвязи, в том числе авиационной радиосвязи, функционирующих в составе автоматизированных систем управления войсками и оружием.

Часть материалов диссертационной работы использована в учебном процессе на кафедре «Электроника и сети ЭВМ» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева при проведении занятий для студентов по направлению 230200 «Информационные системы».

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на семинарах кафедры «Электроника и сети ЭВМ» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, а также на следующих научно-технических конференциях.

  1. Тематические заседания-семинары «Актуальные задачи повышения помехоустойчивости радиоприемных устройств», г. Москва, 1978 г., 1980 г.
  2. Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии» (ИСТ-2008), г. Нижний Новгород, 2008 г.
  3. Международная научно-техническая конференция «Радиолокация. Связь. Навигация» (RLNC-2008), г. Воронеж, 2008 г.
  4. 63-я научная сессия РНТОРЭС им. А.С. Попова, посвященная дню Радио г. Москва, 2008 г.
  5. Восьмой международный симпозиум «Интеллектуальные системы» (INTELS’2008), г. Нижний Новгород, 2008 г.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту

  1. Использование аппарата байесовских сетей позволяет оценить помехозащищенность систем радиосвязи с учетом большого числа факторов, с привлечением эмпирических данных и экспертных оценок и при наличии неопределенности.
  2. Несвоевременная доставка сообщений с различной ценностью существенным и определенным образом влияет на риск при принятии решений.
  3. Информационный ущерб, вызванный радиоэлектронным противодействием, может быть определен как приращение риска при принятии решений.
  4. Учет ценности информации при управлении логическими каналами позволяет рациональным образом использовать пропускную способность сети радиосвязи в условиях радиоэлектронного противодействия.

Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 8-и отчетах по НИР и ОКР и в 13 печатных работах. Из них 6 статей в научно-технических сборниках и журналах, один справочник-словарь и 6 публикаций в сборниках трудов научно-технических конференций, в том числе Всероссийских и Международных.

Три статьи опубликованы в журналах, которые входят в перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных работ: в журнале «Электросвязь» опубликованы две статьи и в журнале «Информационно-измерительные и управляющие системы» одна статья.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, выбраны методы исследования, отмечена научная новизна и практическая значимость работы, приведены основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту, а также сведения об апробации результатов исследования.

В первой главе выполнен анализ тенденций развития способов информационного противоборства в условиях современного военного конфликта. Ожидаемые изменения в характере вооруженной борьбы связаны со значительным возрастанием роли информационного воздействия и защиты. При этом особое значение приобретает способность обеспечить быстрое выведение из строя систем связи и инфраструктуры управления противника.

Определены и систематизированы основные требования, приоритеты развития и направления исследований в области новых информационно-телекоммуника­ционных технологий, которые будут играть определяющую роль в современной вооруженной борьбе. Проведена классификация конфликтов, рассмотрены их функции и свойства. Выполнен анализ динамики антагонистических конфликтов и их моделей. Отмечены системные особенности антагонистических конфликтов, существенные с точки зрения их динамики. Проведено сопоставление подходов к выбору стратегии в антагонистических конфликтах.

Проведен анализ информационно-ударных операций, представляющих собой совокупность взаимосвязанных и согласованных по цели, задачам, месту, времени и способам ведения, информационно-огневых боев, проводимых с целью выведения из строя информационно-телекоммуникационных ресурсов противника и дезорганизации его системы управления войсками и оружием. Показано, что среди существующих видов информационной войны определяющую роль, особенно в военное время, сохраняет радиоэлектронная борьба (РЭБ). Рассмотрен состав и структура, а также проведен анализ тенденций развития РЭБ.

Анализ характеристик систем радиосвязи, как объектов радиоподавления и характеристик средств радиоподавления показывает, что противоборствующие стороны потенциально в состоянии создавать эффективные помехи линиям военной радиосвязи в различных диапазонах волн и практически во всех звеньях управления войсками и оружием.





Вторая глава посвящена анализу методов определения помехозащищенности систем радиосвязи, а также формированию модели функционирования системы радиосвязи с учетом ценности информации в передаваемых сообщениях в условиях радиоэлектронного противодействия.

С использованием вероятностного вывода на байесовских сетях предложен подход и процедуры оценки вероятности своевременной доствки сообщений в условиях радиоэлектронного противодействия при наличии неопределенности. Сформирована байесовская сеть, представленная графом, характеризующим причинно-следственные связи между факторными переменными, оказывающими влияние на вероятность своевременной доставки сообщений. Получен ряд выражений для вероятности своевременной доставки сообщений в различных ситуациях.

В процессе информационного конфликта противоборствующие стороны используют различные тактики радиоподавления, в ответ на которые могут быть использованы соответствующие тактики помехозащиты: противодействие радиоэлектронной разведке, процедуры борьбы с преднамеренными помехами, применение самонаводящегося на излучение оружия, управление использованием радиочастотного ресурса, рефлексивное управление поведением автоматизированных станций помех. Однако задача повышения достоверности передачи сообщений в условиях радиоэлектронного противодействия (РЭП) традиционно решается без учета потребностей надсистемы управления. Воздействие преднамеренно создаваемых помех приводит к увеличению риска ошибочных решений и к снижению эффективности управления войсками и оружием.

В диссертационной работе предложен способ определения ожидаемого риска и информационного ущерба при принятии решений в условиях радиоэлектронного противодействия. Для этого сформирована модель (рис. 1) принятия решений на командном пункте (КП) в результате обработки совокупности сообщений, передаваемых через систему радиосвязи (СРС) на которую воздействуют помехи, создаваемые средствами радиоподавления (СРП) противоборствующей стороны. Передаваемые сообщения несут различную информацию о текущей боевой обстановке, рассматриваемой как состояние наблюдаемой системы. В общем случае информация может передаваться от различных источников сообщений (ИС) и по различным каналам связи.

 Принятие решений на КП в результате-3

Рис. 1. Принятие решений на КП в результате обработки совокупности сообщений, передаваемых по сети связи

В соответствии с методом минимума среднего риска для доступных сведений выносится решение , доставляющее наименьшее значение апостериорному риску

, (1)

где апостериорная вероятность, которая находится с помощью теоремы Байеса; функция потерь, характеризующая последствия, наступающие при принятии решения в ситуации, когда система находится в состоянии .

Минимальный средний (байесовский) риск

(2)

может быть найден при использовании оптимальных решений в результате усреднения по различным реализациям данных наблюдения.

Из-за искажений и помех в каналах связи отдельные сообщения могут быть не доставлены на КП за требуемое время. При этом решения будут приниматься в условиях неполноты информации. Введено множество переменных , которые могут быть использованы при принятии решений. Это множество представлено как объединение множеств переменных и , соответствующих своевременно доставленным и не доставленным сообщениям.

Величина байесовского риска (2) зависит от множества переменных , значения которых доступны на момент принятия решения. Так и представляют наименьшее и наибольшее значения для байесовского риска при принятии решений в условиях своевременной доставки всех сообщений и с использованием только априорной информации, когда к моменту принятия решения не доставлено ни одного сообщения.

Ценность информации определена как разность байесовского риска при принятии решения без использования и с использованием информации, содержащейся в сообщении. Так, при принятии решений в условиях, когда определено значение одной из переменных значение среднего риска уменьшается по сравнению с использованием только априорной информации на величину . При этом ценность информации может существенно различаться для различных сообщений.

В третьей главе приводится описание разработанного способа определения ожидаемого риска и информационного ущерба при принятии решений в условиях радиоэлектронного противодействия, а также подход и алгоритм управления логическими каналами в сетях радиосвязи.

Процедура принятия решений может выполняться в условиях различной информированности, то есть при наличии различных совокупностей своевременно доставленных сообщений. При этом ожидаемый байесовский риск определяется выражением

. (3)

Здесь – множество всех подмножеств множества . Вероятность того, что сообщения принадлежащие множеству своевременно доставлены на КП и используются в процессе принятия решения, а сообщения принадлежащие множеству не доставлены и соответствующие значения переменных не определены, находится по выражению

, (4)


Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.