CN108322327A - 一种天地一体化信息网络性能的评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的天地一体化信息网络性能的评估方法及装置，方法包括：对测试得到的天地一体化信息网络的性能指标分别进行归一化并得到归一化值，按照预定层次分析法计算每个性能指标的主观权重值，将上述归一化值代入按照客观赋权法计算，得到每个性能指标的客观权重值，再将计算得到的主观权重值和客观权重值代入预定权重计算公式，得到每个性能指标的综合权重值，该方法不受不同性能指标量纲不同的影响，通过数学方法对性能指标的权重进行合理计算，可以对每一个性能指标对天地一体化信息网络的性能的权重进行综合评估，解决了现有技术的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种天地一体化信息网络性能的评估方法及装置。
背景技术
天地一体化信息网络以相对地面静止的同步轨道地球卫星和平流层飞艇或气球组合为骨干网络，中低轨卫星、飞机、地面基站等作为接入节点或终端接入该骨干网络，实现天基骨干网、天基接入网、地基骨干网、地面互联网以及移动通信网的互联互通，为各种空间通信任务提供更好的通信保障。
天地一体化信息网络易受空间传播环境与网络设置等因素的影响，与地面网络存在显著差别，具体如下：(1)空间传输条件的特殊性：即空间节点间由于距离遥远，信道质量差，链路通常具有传输时延大、中断概率高、非对称等特点，传输损耗和时延明显超过地面网络；(2)空间节点组网的特殊性：即空间节点设置受运行轨道等因素制约，节点高度、分布、网络拓扑结构处于动态变化状态，与地面网络存在显著差别；(3)系统组成与管理上的特殊性，由大量专用系统和专用网络构成，缺乏统一通信标准，不同管理域异构网络互联互通困难，节点资源协同困难。因天地一体化信息网络具有上述特征，现有的对通信网络的性能进行评估的方法，并不适用于天地一体化信息网络。
发明内容
本发明提供一种天地一体化信息网络性能的评估方法及装置，用以解决现有技术的如下问题：因天地一体化信息网络的特性与一般的通信网络不同，现有的对通信网络的性能进行评估的方法，并适用于天地一体化信息网络。
为解决上述技术问题，本发明提供一种天地一体化信息网络性能的评估方法，包括：将天地一体化信息网络的预定性能指标采用预定归一化方法进行归一化处理，计算出每个预定性能指标的归一化值；按预定层次分析法计算每个所述预定性能指标的主观权重值；将所述预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到所述预定性能指标的客观权重值；将所述预定性能指标的主观权重值和所述预定性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算所述预定性能指标的综合权重值。
可选的，所述预定权重计算公式为：，其中，为第i个所述预定性能指标的所述综合权重值，α为主观偏好系数，ωiz为第i个所述预定性能指标的所述主观权重值，ωik为第i个所述预定性能指标的所述客观权重值。
可选的，按预定层次分析法计算每个所述预定性能指标的主观权重值，包括：将所述预定性能指标进行层次划分；按照划分之后每个层次的所述预定性能指标按预定方式比较，生成判断矩阵；计算所述判断矩阵的最大特征值以及所述最大特征值对应的特征向量，按照所述特征向量对所述预定性能指标进行层次单排序，并进行一致性检验；对所述预定性能指标进行层次总排序，以计算出每个所述预定性能指标的主观权重值。
可选的，将所述预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到所述预定性能指标的客观权重值，包括：将每个所述预定性能指标的归一化值代入所述客观赋权法对应的公式，计算所述每个预定性能指标的客观权重值，所述客观赋权法对应的公式为：其中，e为自然指数的底数，f(ai)为第i个所述预定性能指标的归一化值，N为所述预定性能指标的个数。
可选的，所述预定性能指标包括：链路全连通时的数据传输吞吐量、链路全连通时的数据传输时延、链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量、链路按预定方式断开时的数据传输时延、第一数据传输过程的丢包率、第一数据传输过程的时延、第二数据传输过程的丢包率、第二数据传输过程的时延、第三数据传输过程的丢包率、第三数据传输过程的时延、遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的吞吐量、遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的平均意见值、遵守第四协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的吞吐量和所述遵守第四协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的传输响应时间。
可选的，所述第一数据传输过程包括：所述天地一体化信息网络的预定天基骨干节点接收遵守IPv4(Internet Protocol Version 4)协议的数据，所述预定天基骨干节点将所述遵守IPV4协议的数据转换为遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6(InternetProtocol Version 6)协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的预定地基骨干节点输出遵守IPv6协议的数据；所述第二数据传输过程包括：所述天地一体化信息网络的所述预定天基骨干节点接收遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的所述预定地基骨干节点输出遵守IPv4协议的数据；所述第三数据传输过程包括：所述天地一体化信息网络的所述预定天基骨干节点接收遵守IPv4协议的数据，所述预定天基骨干节点将所述遵守IPv4协议的数据转换为遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的所述预定地基节点输出遵守IPv4协议的数据。
为实现上述目的，本发明还提供一种天地一体化信息网络性能的评估装置，包括：第一计算模块，用于将天地一体化信息网络的预定性能指标采用预定归一化方法进行归一化处理，计算出每个预定性能指标的归一化值；第二计算模块，用于按预定层次分析法计算每个所述预定性能指标的主观权重值；第三计算模块，用于将所述预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到所述预定性能指标的客观权重值；第四计算模块，用于将所述预定性能指标的主观权重值和所述预定性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算所述预定性能指标的综合权重值。
可选的，所述第四计算模块计算时使用的所述预定权重计算公式为：其中，为第i个所述预定性能指标的所述综合权重值，α为主观偏好系数，ωiz为第i个所述预定性能指标的所述主观权重值，ωik为第i个所述预定性能指标的所述客观权重值。
可选的，所述第二计算模块，具体用于：将所述预定性能指标进行层次划分；按照划分之后每个层次的所述预定性能指标按预定方式比较，生成判断矩阵；计算所述判断矩阵的最大特征值以及所述最大特征值对应的特征向量，按照所述特征向量对所述预定性能指标进行层次单排序，并进行一致性检验；对所述预定性能指标进行层次总排序，以计算出每个所述预定性能指标的主观权重值。
可选的，所述第三计算模块，具体用于：将每个所述预定性能指标的归一化值代入所述客观赋权法对应的公式，计算所述每个预定性能指标的客观权重值，其中，所述客观赋权法对应的公式为：其中，e为自然指数的底，f(ai)为第i个所述预定性能指标的归一化值，N为所述预定性能指标的个数。
本发明提供的天地一体化信息网络性能的评估方法及装置，方法包括：对测试得到的天地一体化信息网络的性能指标分别进行归一化并得到归一化值，按照预定层次分析法计算每个性能指标的主观权重值，将上述归一化值代入按照客观赋权法计算，得到每个性能指标的客观权重值，再将计算得到的主观权重值和客观权重值代入预定权重计算公式，得到每个性能指标的综合权重值，该方法不受不同性能指标量纲不同的影响，通过数学方法对性能指标的权重进行合理计算，可以对每一个性能指标对天地一体化信息网络的性能的权重进行综合评估，解决了现有技术的如下问题：因天地一体化信息网络的特性与一般的通信网络不同，现有的对通信网络的性能进行评估的方法，并适用于天地一体化信息网络。
附图说明
图1是本发明第一实施例中天地一体化信息网络性能的评估方法的流程图；
图2是本发明第一实施例中计算每个性能指标的主观权重值的流程图；
图3是本发明第一实施例中构建的指标体系的示意图；
图4是本发明第二实施例中天地一体化信息网络性能的评估装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术的如下问题：现有的对通信网络的性能进行评估的方法，并不能直接应用于天地一体化信息网络的性能评估。本发明第一实施例提供了一种天地一体化信息网络性能的评估方法，该方法的流程图如图1所示，包括步骤S102至S108：
S102，将天地一体化信息网络的性能指标采用预定归一化方法进行归一化处理，计算出每个性能指标的归一化值。
在本实施例中，对性能指标进行评估之前，需要测试出天地一体化信息网络的预定性能指标的具体值，预定性能指标具体包括：
1、天地一体化信息网络链路全连通时的数据传输吞吐量，本实施例中，数据的形式是：具有不同帧长的数据包按照一定比例组合形成的混合数据包，吞吐量是指：在不丢包的情况下，数据传输的最大速率；
2、天地一体化信息网络链路全连通时的数据传输时延，时延是指：混合数据包由天地一体化信息网络传输所用的时间；
3、天地一体化信息网络链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量，该吞吐量的含义与上述吞吐量的含义相同；
4、天地一体化信息网络链路按预定方式断开时的数据传输时延，该时延的含义与上述时延的含义相同；
5、天地一体化信息网络进行第一数据传输过程的有效性，根据第一数据传输过程的丢包率计算，在本实施例中，丢包率是指：传输过程输出的数据中产生数据丢失的数据包占传输过程输入数据中具有的数据包总数的比例，该过程的丢包率越小，相应的有效性越大。第一数据传输过程是指：天地一体化信息网络的预定天基骨干节点接收遵守IPv4协议的数据，预定天基骨干节点将遵守IPv4协议的数据转换为遵守IPv6协议的数据，遵守IPv6协议的数据经天地一体化信息网络传输，天地一体化信息网络的预定地基骨干节点输出遵守IPv6协议的数据；
6、天地一体化信息网络进行第一数据传输过程的时延，该过程的时延的含义与上述的时延含义相同；
7、天地一体化信息网络进行第二数据传输过程的有效性，根据第二数据传输过程的丢包率计算，该过程的丢包率越小，相应的有效性越大。本实施例中，第二数据传输过程是指：天地一体化信息网络的预定天基骨干节点接收遵守IPv6协议的数据，遵守IPv6协议的数据经天地一体化信息网络传输，天地一体化信息网络的预定地基骨干节点输出遵守IPv4协议的数据；
8、天地一体化信息网络进行第二数据传输过程的时延，该过程的时延的含义与上述的时延含义相同；
9、天地一体化信息网络进行第三数据传输过程的有效性，根据第三数据传输过程的丢包率计算，该过程的丢包率越小，相应的有效性越大。本实施例中，第三数据传输过程是指：天地一体化信息网络的预定天基骨干节点接收遵守IPv4协议的数据，预定天基骨干节点将遵守IPv4协议的数据转换为遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的所述预定地基节点输出遵守IPv4协议的数据；
10、天地一体化信息网络进行第三数据传输过程的时延，该过程的时延的含义与上述的时延含义相同；
11、天地一体化信息网络遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的吞吐量，本实施例中，第三协议是互联网承载语音(Voice over Internet Protocol，VoIP)协议；
12、天地一体化信息网络遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的平均意见值，平均意见值是指：对输出的语音质量的主观意见评分；
13、天地一体化信息网络遵守第四协议的数据经天地一体化信息网络传输的吞吐量，本实施例中，第四协议是超文本传输(HyperText Transfer Protocol，http)协议；
14、天地一体化信息网络所述遵守第四协议的数据经天地一体化信息网络传输的传输响应时间，传输响应时间是指：天地一体化信息网络从接收遵守http协议的数据到输出到遵守http协议的数据所用的时间。
在计算每个指标的归一化值之前，要将上述性能指标划分为效益型性能指标和成本型性能指标两类。效益型性能指标是指：该性能指标值越大，对天地一体化信息网络的性能越有益的指标。在本实施例中，效益型性能指标具体包括：链路全连通时的数据传输吞吐量、链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量、第一数据传输过程的有效性、第二数据传输过程的有效性、第三数据传输过程的有效性、遵守第三协议的数据经天地一体化信息网络传输的吞吐量、遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的平均意见值、遵守第四协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的吞吐量。成本型性能指标是指：该性能指标值越小，对天地一体化信息网络的性能越有益的指标。在本实施例中，成本型性能指标具体包括：链路全连通时的数据传输时延、链路按预定方式断开时的数据传输时延、第一数据传输过程的时延、第二数据传输过程的时延、第三数据传输过程的时延、遵守第四协议的数据经天地一体化信息网络传输的传输响应时间。
对于上述性能指标，需要针对每一个性能指标设置一个合理的取值范围，以保证该方法的有效性，将第i个(0≤i≤N，N为性能指标的个数)性能指标的取值范围表示为：[vimin,vimax]，将每一个性能指标ai取值表示为vi，则效益型性能指标的归一化计算公式是：
对成本型性能指标进行归一化的计算公式为：
从公式(1)和公式(2)可以看出，所有性能指标经过归一化计算后，消除了不同指标的量纲不同带来的影响，以便于后续计算。
S104，按预定层次分析法计算每个性能指标的主观权重值。
在本实施例中，按照层次分析法计算每个性能指标的主观权重值的流程图如图2所示，具体包括：
S21，将预定性能指标进行层次划分。
在本实施例中，对上述性能指标构建的指标体系示意图如图3所示。从图3中可以看出，总体上，本实施例构建指标体系分为四个层次：目标层、准则层、次准则层以及方案层，其中，方案层包括上述所有的性能指标。本实施例中的指标体系的构建方式具体是：
由链路全连通时的数据传输吞吐量、链路全连通时的数据传输时延组成第一次准则层，该层的二级指标命名为：链路全连通时的数据传输能力；
由链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量、链路按预定方式断开时的数据传输时延组成第二次准则层，该层的二级指标命名为：链路部分断开时的数据传输能力；
由第一数据传输过程的有效性、第一数据传输过程的时延组成第三次准则层，该层的二级指标命名为：IPv4-IPv6的协议转换能力；
由第二数据传输过程的有效性、第二数据传输过程的时延组成第四次准则层，该层的二级指标命名为：IPv6-IPv4的协议转换能力；
由第三数据传输过程的有效性、第三数据传输过程的时延组成第五次准则层，该层的二级指标命名为：IPv4-IPv6-IPv4的协议转换能力；
由遵守VoIP协议的数据经天地一体化信息网络传输的吞吐量、遵守VoIP协议的数据经天地一体化信息网络传输的平均意见值组成第六次准则层，该层的二级指标命名为：对VoIP协议的支持能力；
由遵守http协议的数据经天地一体化信息网络传输的吞吐量和遵守http协议的数据经天地一体化信息网络传输的传输响应时间组成第七次准则层，该层的二级指标命名为：对http协议的支持能力。
进一步，由第一次准则层和第二次准则层组成第一准则层，该层的一级指标命名为：数据传输能力；
由第三次准则层、第四次准则层和第五次准则层组成第二准则层，该层的一级指标命名为：协议转换能力；
由第六次准则层和第七次准则层组成第三准则层，该层的一级指标命名为：协议支持能力。
进一步，由第一准则层、第二准则层和第三准则层组成目标层，该层的综合指标命名为：天地一体化信息网络性能。
S22，按照划分之后每个层次的性能指标按预定方式比较，生成判断矩阵。
根据S21中的划分的层次，将属于同一个次准则层的性能指标进行两两比较，可以得到判断矩阵。判断矩阵中元素的值反映了评判者对各性能指标相对重要性的主观认识，具体采用1-9及其倒数的标度方法进行表示，不同标度值及其对应的含义如表1所示。
表1判断矩阵标度及其含义
例如，将同属于第一次准则层的链路全连通时的数据传输吞吐量、链路全连通时的数据传输时延进行互相比较，性能指标与自身相比时取1，评估者如果认为链路全连通时的数据传输吞吐量比链路全连通时的数据传输时延稍微重要，则取标度值为3，那么第一次准则层中的两个性能指标形成的判断矩阵为：
S23，计算判断矩阵的最大特征值以及最大特征值对应的特征向量，按照特征向量对性能指标进行层次单排序，并进行一致性检验。
在得到一个次准则层的性能指标形成的判断矩阵之后，需要计算每一个性能指标对于其所属的次准则层的权重值，该过程称为层次单排序。首先需要计算判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，具体公式如下：
AW＝λmaxW (3)
其中，A是指判断矩阵，W是一个列向量，λmax是判断矩阵的最大特征值。将A和λmax分别代入公式(3)，可以计算得到列向量W，W就是λmax的特征向量，再将W进行归一化，所得到归一化后的W中的每一行的值就对应着该次准则层所包含的每一个性能指标相对于该次准则层的权重值。
进一步，在完成性能指标的层次单排序后，需要进行一致性检验，以保证判断矩阵构造的合理性，进行一致性检验的过程具体是：
首先，计算一致性指标CI，其中CI的计算公式是：
其中，λmax是一个判断矩阵的最大特征值，n是该判断矩阵的阶数。
其次，计算随机一致性比率CR，以确定判断矩阵取值是否合理。
其中，CR的计算公式是：
RI是指平均随机一致性指标，在本实施例采用的层次分析法中，RI的取值根据判断矩阵阶数的不同来确定，具体取值如表2所示。
表2判断矩阵阶数与RI取值的关系
| 判断矩阵阶数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| RI值 | 0 | 0 | 0.58 | 0.90 | 1.12 | 1.24 | 1.32 | 1.41 | 1.45 |
需要说明的是，对于1阶和2阶的判断矩阵，RI只是形式上的，即1阶和2阶的判断矩阵无需计算CR值，便认为总是具有完全一致性。当判断矩阵的阶数大于2时，如果满足CR<0.1，则认为其对应的性能指标的层次单排序结果有一致性，即生成判断矩阵时的赋值是合理的，否则就要调整判断矩阵中的标度值的取值，回到步骤S22重新进行计算。
S24，对性能指标进行层次总排序，以计算出每个性能指标的主观权重值。
层次总排序是指：根据上述层次单排序的方法，将各个层次的指标进行层次单排序，利用各个层次中层次单排序的结果，计算相对于上一层次而言本层次所有指标的权重，根据步骤S21中构建的指标体系，沿层次结构由上而下逐层计算，最终计算出最底层指标相对于最高层指标的权重值。在本实施例中，层次总排序就是指：计算每一个性能指标相对于天地一体化信息网络性能的主观权重值。进行层次总排序后，可以进行一致性检验，层次总排序的一致性检验方法与层次单排序的方法相同，但是在层次分析法中，层次总排序的一致性检验通常可以省略，因此也可以不进行层次总排序的一致性检验。
例如，根据上述计算过程进行计算，方案层中链路全连通时的数据传输吞吐量相对于次准则层中二级指标链路全连通时的数据传输能力的权重值为0.3，链路全连通时的数据传输能力相对于准则层中的一级指标数据传输能力的权重值为0.4，数据传输能力相对于目标层综合指标天地一体化信息网络性能的权重值为0.5，那么，链路全连通时的数据传输吞吐量相对于天地一体化信息网络性能的权重值就是0.3×0.4×0.5＝0.06。以此类推，可以计算出每一个性能指标相对于天地一体化信息网络性能的权重值。
S106，将性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到性能指标的客观权重值。
在得到每一个性能指标的主观权重值之后，为了保证本实施例的天地一体化信息网络的评估方法的合理性，还要计算出每一个性能指标的客观权重值，在本实施例中，是根据客观赋权法计算出每一个性能指标的客观权重值的。一个性能指标计算出的客观权重值越大，说明该性能指标对天地一体化信息网络的性能越重要。客观赋权法的计算公式是：
其中，ωik为第i(0≤i≤N)个性能指标的客观权重值，e为自然指数的底数，f(ai)为第i个性能指标的归一化值，N为本实施例中性能指标的个数。
S108，将性能指标的主观权重值和性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算预定性能指标的综合权重值。
在根据S104和S106计算得到每个性能指标的主观权重值和客观权重值之后，为能够综合反映主观权重值和客观权重值的关系，充分体现层次分析法和客观赋权法的优点，用线性加权的方法确定每一个性能指标综合权重值，即：
本实施例中的预定权重计算公式为：其中，为第i个预定性能指标的综合权重值，α为主观偏好系数(α∈[0,1])，由评估者根据主观偏好确定，ωiz为第i个预定性能指标的所述主观权重值，ωik为第i个预定性能指标的客观权重值。
在得到每一个性能指标的综合权重值之后，还可以计算天地一体化信息网络性能的综合评估值，综合评估值用Y表示，其计算公式是：
即每一个性能指标的综合权重值与其归一化值乘积的和。
本实施例提供的天地一体化信息网络性能的评估方法，对测试得到的天地一体化信息网络的性能指标分别进行归一化并得到归一化值，按照预定层次分析法计算每个性能指标的主观权重值，将上述归一化值代入按照客观赋权法计算，得到每个性能指标的客观权重值，再将计算得到的主观权重值和客观权重值代入预定权重计算公式，得到每个性能指标的综合权重值，该方法不受不同性能指标量纲不同的影响，通过数学方法对性能指标的权重进行合理计算，可以对每一个性能指标对天地一体化信息网络的性能的权重进行综合评估，解决了现有技术的如下问题：因天地一体化信息网络的特性与一般的通信网络不同，现有的对通信网络的性能进行评估的方法，并不适用于天地一体化信息网络。
本发明第二实施例提供了一种天地一体化信息网络性能的评估装置，该装置的结构示意图如图4所示，包括：第一计算模块10，用于将天地一体化信息网络的预定性能指标采用预定归一化方法进行归一化处理，计算出每个预定性能指标的归一化值；第二计算模块20，用于按预定层次分析法计算每个预定性能指标的主观权重值；第三计算模块30，与第一计算模块10耦合，用于将预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到预定性能指标的客观权重值；第四计算模块40，与第二计算模块20和第三计算模块30耦合，用于将预定性能指标的主观权重值和预定性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算预定性能指标的综合权重值。
在本实施例中，对性能指标进行评估之前，需要测试出天地一体化信息网络的预定性能指标的具体值，本实施例中采用的预定性能指标与本发明第一实施例中的预定性能指标相同。
本实施例中的第一计算模块用于计算每个预定性能指标的归一化值的具体过程是：
在计算每个性能指标的归一化值之前，要将性能指标划分为效益型性能指标和成本型性能指标两类。效益型性能指标是指：该性能指标值越大，对天地一体化信息网络的性能越有益的指标。在本实施例中，效益型性能指标具体包括：链路全连通时的数据传输吞吐量、链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量、第一数据传输过程的有效性、第二数据传输过程的有效性、第三数据传输过程的有效性、遵守第三协议的数据经天地一体化信息网络传输的吞吐量、遵守第三协议的数据经天地一体化信息网络传输的平均意见值、遵守第四协议的数据经天地一体化信息网络传输的吞吐量。成本型性能指标是指：该性能指标值越小，对天地一体化信息网络的性能越有益的指标。在本实施例中，成本型性能指标具体包括：链路全连通时的数据传输时延、链路按预定方式断开时的数据传输时延、第一数据传输过程的时延、第二数据传输过程的时延、第三数据传输过程的时延、遵守第四协议的数据经天地一体化信息网络传输的传输响应时间。
对于上述性能指标，需要针对每一个性能指标设置一个合理的取值范围，以保证该方法的有效性，将第i个(0≤i≤N，N为性能指标的个数)性能指标的取值范围表示为：[vimin,vimax]，将每一个性能指标ai取值表示为vi，则效益型性能指标的归一化计算公式是公式(1)，对成本型性能指标进行归一化的计算公式为公式(2)。
从公式(1)和公式(2)可以看出，所有性能指标经过归一化计算后，消除了不同指标的量纲不同带来的影响，以便于后续计算。
在本实施例中，第二计算模块用于计算每个性能指标的主观权重值的具体过程如下：
首先，将性能指标进行层次划分，本实施例中对根据性能指标构建的指标体系与第一实施例中相同。
其次，按照划分之后每个层次的指标按预定方式比较，生成判断矩阵。
根据第一实施例中的层次划分方法，首先，将属于同一个次准则层的性能指标进行两两比较，得到判断矩阵。判断矩阵中元素的值反映了评判者对各性能指标相对重要性的认识，采用1-9及其倒数的标度方法进行表示，不同标度及其对应的含义如表1所示。
例如，将同属于第二次准则层的链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量、链路按预定方式断开时的数据传输时延两个性能指标进行互相比较，一个性能指标与自身相比时取1，评估者认为链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量比链路按预定方式断开时的数据传输时延明显重要，则取标度值为5，那么第二次准则层的两个性能指标形成的判断矩阵为：以此类推，还可以得到每个次准则层的二级指标的比较矩阵，以及准则层的一级指标的比较矩阵。
再次，计算判断矩阵的最大特征值以及最大特征值对应的特征向量，按照特征向量对性能指标进行层次单排序，并进行一致性检验。
在得到一个次准则层的性能指标形成的判断矩阵之后，需要计算每一个性能指标对于其所属的次准则层的权重值，该过程称为层次单排序。首先需要计算判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，具体公式如下：
AW＝λmaxW (3)
其中，A是指判断矩阵，W是一个列向量，λmax是判断矩阵的最大特征值。将A和λmax分别代入公式(3)，可以计算得到列向量W，W就是λmax的特征向量，将W进行归一化，所得到归一化后的W中的每一行的值就对应着该次准则层所包含的每一个性能指标相对于该次准则层的权重值。以此类推，可以计算出每一个性能指标相对于其所属的次准则层二级指标的权重值。
进一步，在完成层次单排序后，需要进行一致性检验，以保证判断矩阵构造的合理性，进行一致性检验的过程具体是：
(1)计算一致性指标CI，其中CI的计算公式是：
其中，λmax是一个判断矩阵的最大特征值，n是该判断矩阵的阶数。
(2)计算随机一致性比率CR，以确定判断矩阵取值是否合理。
其中，CR的计算公式是：
RI是指平均随机一致性指标，在本实施例采用的层次分析法中，RI的取值根据判断矩阵阶数的不同来确定，具体取值如表2所示。
需要说明的是，对于1阶和2阶的判断矩阵，RI只是形式上的，即认为1阶和2阶判断矩阵总是具有完全一致性。当判断矩阵的阶数大于2时，如果CR<0.1，则认为其对应的层次单排序结果有合理的一致性，即生成判断矩阵时的赋值是合理的，否则就要调整判断矩阵中的标度值的取值，再按照上述步骤重新进行计算。以此类推，可以计算得到次准则层中二级指标相对于准则层中一级指标的权重值，准则层中一级指标相对于综合指标的权重值。
最后，对性能指标进行层次总排序，计算出每个性能指标的主观权重值。
层次总排序是指：利用同一层次中层次单排序的结果，计算相对于上一层次而言本层次所有指标的权重，根据本实施例构建的指标体系，依次沿递阶层次结构由上而下逐层计算，最终计算出最底层因素相对于最高层的权重值。在本实施例中，层次总排序就是指：计算每一个性能指标(最底层指标)相对于天地一体化信息网络性能(最高层指标)的主观权重值。
例如，根据上述计算过程，方案层中链路全连通时的数据传输吞吐量相对于次准则层中二级指标链路全连通时的数据传输能力的权重值为0.5，链路全连通时的数据传输能力相对于准则层中的一级指标数据传输能力的权重值为0.7，数据传输能力相对于目标层综合指标天地一体化信息网络性能的权重值为0.6，那么，链路全连通时的数据传输吞吐量相对于天地一体化信息网络性能的权重值就是0.5×0.7×0.6＝0.21。以此类推，可以计算出每一个性能指标相对于天地一体化信息网络性能的权重值。
第三计算模块用于将性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到性能指标的客观权重值，具体是指：
在得到每一个性能指标的主观权重值之后，为了保证本实施例的天地一体化信息网络的评估方法的合理性，还要计算出每一个性能指标的客观权重值，在本实施例中，是根据客观赋权法计算出每一个性能指标的客观权重值的。一个性能指标计算出的客观权重值越大，说明该性能指标对天地一体化信息网络的性能越重要，客观赋权法的计算公式为公式(6)。
第四计算模块用于将性能指标的主观权重值和性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算预定性能指标的综合权重值，具体是指：
在采用第二计算模块得到每个性能指标的主观权重值以及采用第三计算模块得到每个性能指标的客观权重值之后，为能够综合反映主观权重值和客观权重值的关系，充分体现层次分析法和客观赋权法的优点，本实施例采用第四计算模块，根据线性加权的方法确定每一个性能指标综合权重值，即：
本实施例中的预定权重计算公式为：其中，为第i个预定性能指标的综合权重值，α为主观偏好系数(α∈[0,1])，由评估者根据主观偏好确定，ωiz为第i个性能指标的主观权重值，ωik为第i个性能指标的客观权重值。
本实施例提供的天地一体化信息网络性能的评估装置，第一计算模块将测试得到的天地一体化信息网络的性能指标分别进行归一化并得到归一化值，第二计算模块按照预定层次分析法计算每个性能指标的主观权重值，第三计算模块将上述归一化值代入按照客观赋权法计算，得到每个性能指标的客观权重值，第四计算模块再将计算得到的主观权重值和客观权重值代入预定权重计算公式，得到每个性能指标的综合权重值，该评估装置不受不同性能指标量纲不同的影响，通过数学方法对性能指标的权重进行合理计算，可以对每一个性能指标对天地一体化信息网络的性能的权重进行综合评估，解决了现有技术的如下问题：因天地一体化信息网络的特性与一般的通信网络不同，现有的对通信网络的性能进行评估的装置，并不适用于天地一体化信息网络。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。
Claims (10)
1.一种天地一体化信息网络性能的评估方法，其特征在于，包括：
将天地一体化信息网络的预定性能指标采用预定归一化方法进行归一化处理，计算出每个预定性能指标的归一化值；
按预定层次分析法计算每个所述预定性能指标的主观权重值；
将所述预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到所述预定性能指标的客观权重值；
将所述预定性能指标的主观权重值和所述预定性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算所述预定性能指标的综合权重值。
2.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述预定权重计算公式为：其中，为第i个所述预定性能指标的所述综合权重值，α为主观偏好系数，ωiz为第i个所述预定性能指标的所述主观权重值，ωik为第i个所述预定性能指标的所述客观权重值。
3.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，按预定层次分析法计算每个所述预定性能指标的主观权重值，包括：
将所述预定性能指标进行层次划分；
按照划分之后每个层次的所述预定性能指标按预定方式比较，生成判断矩阵；
计算所述判断矩阵的最大特征值以及所述最大特征值对应的特征向量，按照所述特征向量对所述预定性能指标进行层次单排序，并进行一致性检验；
对所述预定性能指标进行层次总排序，以计算出每个所述预定性能指标的主观权重值。
4.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，将所述预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到所述预定性能指标的客观权重值，包括：
将每个所述预定性能指标的归一化值代入所述客观赋权法对应的公式，计算所述每个预定性能指标的客观权重值，所述客观赋权法对应的公式为：其中，e为自然指数的底数，f(ai)为第i个所述预定性能指标的归一化值，N为所述预定性能指标的个数。
5.如权利要求1至4中任一项所述的评估方法，其特征在于，所述预定性能指标包括：
链路全连通时的数据传输吞吐量、链路全连通时的数据传输时延、链路按预定方式断开时的数据传输吞吐量、链路按预定方式断开时的数据传输时延、第一数据传输过程的有效性、第一数据传输过程的时延、第二数据传输过程的有效性、第二数据传输过程的时延、第三数据传输过程的有效性、第三数据传输过程的时延、遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的吞吐量、遵守第三协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的平均意见值、遵守第四协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的吞吐量和所述遵守第四协议的数据经所述天地一体化信息网络传输的传输响应时间。
6.如权利要求5所述的评估方法，其特征在于，
所述第一数据传输过程包括：所述天地一体化信息网络的预定天基骨干节点接收遵守IPv4协议的数据，所述预定天基骨干节点将所述遵守IPv4协议的数据转换为遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的预定地基骨干节点输出遵守IPv6协议的数据；
所述第二数据传输过程包括：所述天地一体化信息网络的所述预定天基骨干节点接收遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的所述预定地基骨干节点输出遵守IPv4协议的数据；
所述第三数据传输过程包括：所述天地一体化信息网络的所述预定天基骨干节点接收遵守IPv4协议的数据，所述预定天基骨干节点将所述遵守IPv4协议的数据转换为遵守IPv6协议的数据，所述遵守IPv6协议的数据经所述天地一体化信息网络传输，所述天地一体化信息网络的所述预定地基节点输出遵守IPv4协议的数据。
7.一种天地一体化信息网络性能的评估装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于将天地一体化信息网络的预定性能指标采用预定归一化方法进行归一化处理，计算出每个预定性能指标的归一化值；
第二计算模块，用于按预定层次分析法计算每个所述预定性能指标的主观权重值；
第三计算模块，用于将所述预定性能指标的归一化值按照客观赋权法计算，得到所述预定性能指标的客观权重值；
第四计算模块，用于将所述预定性能指标的主观权重值和所述预定性能指标的客观权重值代入预定权重计算公式，计算所述预定性能指标的综合权重值。
8.如权利要求7所述的评估装置，其特征在于，所述第四计算模块计算时使用的所述预定权重计算公式为：其中，为第i个所述预定性能指标的所述综合权重值，α为主观偏好系数，ωiz为第i个所述预定性能指标的所述主观权重值，ωik为第i个所述预定性能指标的所述客观权重值。
9.如权利要求7所述的评估装置，其特征在于，所述第二计算模块，具体用于：
将所述预定性能指标进行层次划分；
按照划分之后每个层次的所述预定性能指标按预定方式比较，生成判断矩阵；
计算所述判断矩阵的最大特征值以及所述最大特征值对应的特征向量，按照所述特征向量对所述预定性能指标进行层次单排序，并进行一致性检验；
对所述预定性能指标进行层次总排序，以计算出每个所述预定性能指标的主观权重值。
10.如权利要求7所述的评估装置，其特征在于，所述第三计算模块，具体用于：
将每个所述预定性能指标的归一化值代入所述客观赋权法对应的公式，计算所述每个预定性能指标的客观权重值，其中，所述客观赋权法对应的公式为：其中，e为自然指数的底数，f(ai)为第i个所述预定性能指标的归一化值，N为所述预定性能指标的个数。
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