一种基于层次分析法的无线通信网络可靠性效能评估方法

本发明涉及无线通信网络性能评估领域，具体涉及一种基于层次分析法的无线通信网络可靠性效能评估方法。

背景技术：

1、无线通信网络因其组网灵活、基础设施受限小等特点，被广泛应用于各行各业的信息传输，但同时它的效能发挥也会受地形、地貌、链路传输能力等因素影响，网络动态变化，通信稳定性不足是它的一种常态。因此，加强无线通信系统网络效能的评估是至关重要，而科学高效的指标赋权方法是无线网络可靠性效能评估活动中不可避免的环节。

2、现有技术中通常采用层次分析法实现无线网络可靠性效能评估指标的赋权运算。层次分析法(analytic hierarchy process,ahp)是由美国皮茨堡大学运筹学专家t.l.saaty于二十世纪七十年代提出的一种决策方法，因其简便易懂、思路明晰而被广泛用作为效能评估指标项的权重赋值算法。为了应对指标项间并非完全独立的情况，在层次分析法的基础上又发展出了网络层次分析法。

3、无论是层次分析法还网络层次分析法都是基于通过主观评判形成的判断矩阵而进行算法展开的。当指标项较多时，因人的逻辑思维记忆有限就会造成所构建的判断矩阵或许存在逻辑错误。如：在众多的指标项中，对比a和b的重要性时给出的判断是a比b重要，对比b和c的重要性时给出的判断是b比c重要，而对比a和c的重要性时给出的判断则是c比a重要，显然这和逻辑推导是不符的，因为由a比b重要和b比c重要可以推导出a比c重要，这就是在构建的判断矩阵中往往会存在不一致性错误。为了有效解决这一问题，提供了一种对判断矩阵进行一致性检验的算法，该算法通过求取的判断矩阵最大特征值和一致性检验修正函数表进行运算可以得到一致性检验修正值c.r.，由此进行进一步的判断矩阵一致性判定，即c.r.<0.1就认为判断矩阵满足一致性要求，也就是不存在上述的逻辑错误；而c.r.≥0.1就认为判断矩阵当中存在逻辑错误。

4、然而，虽然对判断矩阵进行一致性检验算法后可以判定是否存在逻辑错误，但是它不能找出到底是哪个地方出现逻辑错误，这就给修正判断矩阵带来困难，而且随着指标项数的增加也会使找寻逻辑错误的工作难度急剧增加，这导致难以准确或高效的为指标赋权，最终导致无线通信网络可靠性效能评估的准确性和效率不好。因此，如何提高无线通信网络可靠性效能评估的准确性和效率是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于层次分析法的无线通信网络可靠性效能评估方法，特别是针对传统层次分析法如何提供一种指标赋权方法，在赋权过程中无需进行判断矩阵的一致性检验，也不需要查找逻辑错误或修正判断矩阵，规避了逻辑错误或不符合一致性要求时无法明确错误所在导致的难以修正判断矩阵的问题，进而准确、高效的为指标赋权，从而提高无线通信网络可靠性效能评估的准确性和效率。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种基于层次分析法的无线通信网络可靠性效能评估方法，包括：

4、s1：为无线通信网络建立评估指标体系；

5、s2：通过基于聚类思想的层次分析法为评估指标体系的末端指标进行赋权，得到各个末端指标的权重值；

6、s3：获取评估指标体系末端指标的数据值，并根据末端指标的数据值计算得分；

7、s4：由末端指标的得分和对应权重值相乘求和实现聚合计算，得到评估效能值。

8、优选的，步骤s2中，基于聚类思想的层次分析法的处理步骤如下：

9、s201：确定待赋权的所有指标；

10、s202：定义所有指标的属性；

11、s203：根据所有指标的属性进行初始聚类，生成两个聚类并计算两个聚类的权重；

12、s204：对包含两项及两项以上指标的聚类进行一分二的聚类分裂，生成两个聚类并计算两个聚类的权重；

13、s205：重复执行步骤s204，实现逐层的聚类分裂，直至所有聚类均仅包含一项指标；

14、s206：计算每个指标权重，将该指标所属的各层次的聚类权重值相乘，并将最终的乘积作为该指标的权重值。

15、优选的，步骤s201中，先确定待赋权的所有指标的项数：若指标的项数为一项或两项，则直接对指标进行权重值计算；否则，执行步骤s202及后续步骤；

16、若指标的项数为一项，则该指标的权重为1；

17、若指标的项数为两项，则构建判断矩阵并基于判断矩阵进行权重赋值运算，得到两项指标的权重值。

18、优选的，步骤s202中，为每个指标定义m项属性，其中m≥1；若指标的属性项数不足m项，则通过补充空项来使该指标的属性项数达到m项；若指标的属性项数大于m项，则仅保留m项属性。

19、优选的，步骤s203中，具体包括如下步骤：

20、s2031：从待赋权的所有指标中任选一项作为参照指标；

21、s2032：将剩余的指标逐个与参照指标进行属性相似性对比，进而将各个指标划分为参照指标的同类或异类两个聚类。

22、优选的，步骤s2032中，属性相似性对比包括：

23、1)定义两项指标属性的相似度为x＝ai+bj；i表示该项为相似度中的相同属性项，j表示表征该项为相似度中的差异属性项，a为相同属性项的数目，b为差异属性项的数目；其中m≥a，b≥0且a+b＝m，m表示指标的属性项数；

24、2)定义判定指标为同类的阈值是μ1，则μ1为[m,0)的整数：若a≥μ1，则判定两个指标为同类；否则两个指标为异类。

25、优选的，步骤s2032中，若所有指标都被划分至同一个聚类，则执行如下步骤：

26、s20321：为待赋权的所有指标增加属性项数；

27、s20322：从待赋权的所有指标中任选一项作为参照指标；

28、s20323：将剩余的指标逐个与参照指标进行属性相似性对比，进而将各个指标划分为参照指标的同类或异类两个聚类；

29、s20324：判断所有指标是否都被划分至同一个聚类：若是，则返回步s20321，继续为所有指标增加属性项数；否则，得到两个聚类。

30、优选的，步骤s2032中，若所有指标都被划分至同一个初始聚类，则执行如下步骤：

31、s22321：从待赋权的所有指标中另选一项作为参照指标；

32、s22322：将剩余的指标逐个与参照指标进行属性相似性对比，进而将各个指标划分为参照指标的同类或异类两个聚类；

33、s22323：判断所有指标是否都被划分至同一个聚类：若是，则返回步骤s22321，重新选择参照指标；否则，得到两个聚类。

34、优选的，步骤s204中，对包含两项及两项以上指标的聚类进行一分二的聚类分裂时，对该聚类进行指标项数检查：若该聚类的指标项数为两项，则将该聚类分裂为仅包含一项指标的两个聚类；若该聚类的指标项数超过两项，则执行步骤s203及后续步骤的聚类和聚类分类过程：首先根据该聚类中指标的属性进行进一步聚类，生成两个聚类；然后对包含两项及两项以上指标的聚类进行一分二的聚类分裂，生成两个聚类；最后重复执行一分二的聚类分裂，实现逐层的聚类分裂，直至所有聚类均仅包含一项指标。

35、优选的，步骤s203和s204中，计算聚类的权重值时：将该聚类视为一个整体来构建判断矩阵进行权重赋值运算，进而计算得到该聚类的权重值。

36、本发明中基于层次分析法的无线通信网络可靠性效能评估方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

37、本发明在无线通信网络可靠性效能评估过程中，通过基于聚类思想的层次分析法为评估指标体系的末端指标进行赋权得到各个末端指标的权重值。其中本发明基于聚类思想的层次分析法在赋权过程中，无需进行判断矩阵的一致性检验，更不需要查找逻辑错误来进行判断矩阵修正，规避了逻辑错误或不符合一致性要求时无法明确错误所在导致的难以修正判断矩阵的问题，进而准确、高效的为指标赋权，从而提高无线通信网络可靠性效能评估的准确性和效率。

38、本发明针对现有层次分析权重赋值和网络层次分权重赋值方法存在的所构建判断矩阵需要进行一致性判定运算，且存在逻辑错误或不符合一致性要求时无法明确错误所在而导致修正判断矩阵难度大的问题，设计了一种基于聚类思想的层次分析法来实现指标赋权，该方法通过聚类和多层级的聚类分裂使得每层次的聚类只有两项，且最终层次的两项聚类中均仅包含一项指标，并通过将指标所属的各层次的聚类权重值相乘来得到权重值。首先本发明为各项指标添加属性说明，并比对指标项属性的异同完成指标的聚类，由于每次聚类的类别不超过两个，所以可以不用考虑一致性判定即可计算各个聚类的权重；其次本发明将超过两项指标的聚类进一步分裂为两个新的聚类并计算各个聚类的权重，并且重复聚类分裂过程直至每个聚类仅有一项指标为止，由于每次聚类分裂时均生成两个聚类，使得通过判断矩阵比较时不会出现比较逻辑错误，进而无需进行判断矩阵的一致性检验，更不需要查找逻辑错误来进行判断矩阵修正，规避了逻辑错误或不符合一致性要求时无法明确错误所在导致的难以修正判断矩阵的问题，进而准确、高效的为指标赋权，从而提高无线通信网络可靠性效能评估的准确性和效率。