彭 勇, 李 勃, 尤春蘭

(1. 石家莊陸軍指揮學(xué)院五大隊(duì)， 河北 石家莊 050084； 2. 后勤學(xué)院后勤司令部工作系， 北京 100858)

近年來，隨著我軍裝甲機(jī)械化部隊(duì)車載通信裝備信息化程度日益提高，車載指揮信息系統(tǒng)更新較快，根據(jù)裝備特點(diǎn)、編制結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)法運(yùn)用盡快開展戰(zhàn)術(shù)技術(shù)訓(xùn)練，使指揮信息系統(tǒng)盡快形成戰(zhàn)斗力，已成為裝甲機(jī)械化部隊(duì)信息化建設(shè)中最迫切的問題之一。但是，長期大量動用實(shí)裝進(jìn)行車載指揮信息系統(tǒng)訓(xùn)練，裝備損耗大，保障成本高，對訓(xùn)練場地要求高，特別是一些新型裝備操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴，一旦誤操作，還有可能造成裝備的損壞等，很難保證實(shí)裝訓(xùn)練需求[1]。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界各國越來越重視運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和仿真技術(shù)開展模擬訓(xùn)練活動。利用這些技術(shù)，研制開發(fā)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的車載電臺模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，相比實(shí)裝訓(xùn)練而言，經(jīng)費(fèi)投入少，可靠性高，施教組訓(xùn)便于開展，能較好地解決部隊(duì)訓(xùn)練的實(shí)際問題，對提高信息化條件下部隊(duì)的作戰(zhàn)能力和訓(xùn)練效益具有十分重要的意義。

目前，隨著部隊(duì)大量新裝備的列裝，相關(guān)的一些通信模擬訓(xùn)練系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)。謝鐵城等[2]研制的某型電臺模擬訓(xùn)練系統(tǒng)由仿真電臺終端、主控計(jì)算機(jī)、有線傳輸網(wǎng)絡(luò)等組成，實(shí)現(xiàn)了利用有線網(wǎng)絡(luò)模擬無線語音通信的功能。陳樹新等[3]研制的基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的電臺模擬訓(xùn)練系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)、電臺模擬器、話音交換器、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)等4個(gè)分系統(tǒng)組成，采用實(shí)物模擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電臺全部操作和響應(yīng)過程的模擬。張愛民等[4]研制的戰(zhàn)術(shù)無線電臺半實(shí)物仿真系統(tǒng)由仿真電臺、電臺網(wǎng)管服務(wù)器、導(dǎo)調(diào)服務(wù)器、有線傳輸網(wǎng)絡(luò)等組成，以ARM11平臺和Windows CE6.0嵌入式操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)術(shù)無線電臺的通信功能。

以上基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)均采用單片機(jī)技術(shù)模擬實(shí)裝電臺，系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)均需主控計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的支持，系統(tǒng)成本相對較高。本文采用純軟件的形式實(shí)現(xiàn)實(shí)裝車載電臺的基本操作使用訓(xùn)練、組網(wǎng)通信訓(xùn)練、帶有一定戰(zhàn)術(shù)背景的通信指揮訓(xùn)練及通信對抗訓(xùn)練等功能，模擬電臺的操作界面和操作方式與實(shí)裝車載電臺完全一致，造價(jià)低廉，可靠性高，易于功能拓展，便于安裝使用，可成建制、大規(guī)模用于部隊(duì)的通信訓(xùn)練。

1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及框架結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

為了使模擬訓(xùn)練系統(tǒng)具有訓(xùn)練成本低、仿真程度高、系統(tǒng)容錯(cuò)性好以及不產(chǎn)生電磁輻射等特點(diǎn)，系統(tǒng)采用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)裝車載電臺及車內(nèi)通話器的外形結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)功能和操作效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)操作使用仿真，比如利用模擬電臺進(jìn)行開關(guān)旋鈕預(yù)置、電臺工作參數(shù)置定、頻率更換、功率更換、電臺收信與發(fā)信轉(zhuǎn)換、車內(nèi)外通話轉(zhuǎn)換等；利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸模式模擬實(shí)裝車載電臺的無線通信模式，實(shí)現(xiàn)語音通信仿真，比如利用模擬電臺組織實(shí)施與實(shí)裝車載電臺相同的各級指揮網(wǎng)路車際之間的指揮通信練習(xí)；采用噪聲模擬、隨機(jī)抽樣等方法構(gòu)建電磁干擾模型，實(shí)現(xiàn)帶有干擾條件的通信對抗訓(xùn)練，比如可根據(jù)訓(xùn)練需要靈活選擇干擾的類型、強(qiáng)度和功率，對網(wǎng)內(nèi)的模擬電臺實(shí)施通信干擾；利用采編好的實(shí)景視頻戰(zhàn)術(shù)情況模擬實(shí)際戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)背景，引導(dǎo)各級指揮員實(shí)施帶有戰(zhàn)術(shù)背景的通信指揮訓(xùn)練，比如在訓(xùn)練準(zhǔn)備時(shí)，依據(jù)指揮通信練習(xí)的戰(zhàn)術(shù)想定，設(shè)計(jì)和編輯所需要的各種戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)情況，在訓(xùn)練過程中適時(shí)播放，用于指導(dǎo)指揮員根據(jù)顯示的戰(zhàn)術(shù)情況進(jìn)行靈活處置，操作使用電臺、車內(nèi)通話器，實(shí)施帶有戰(zhàn)術(shù)背景的指揮通信訓(xùn)練或帶有干擾條件的通信對抗訓(xùn)練。這種訓(xùn)練模式將極大豐富和改進(jìn)軍事訓(xùn)練的手段、方式和方法，實(shí)現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的訓(xùn)練保障，提高訓(xùn)練效益。

1.2 系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要由有線局域網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)終端和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)軟件3部分組成，系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)如圖1所示，各個(gè)計(jì)算機(jī)終端通過網(wǎng)線連接到以太網(wǎng)交換機(jī)組成局域網(wǎng)。在訓(xùn)練過程中，安裝了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)終端根據(jù)訓(xùn)練需要，通過調(diào)用其中的功能模塊，既可以充當(dāng)模擬電臺，也可以充當(dāng)干擾臺；既可以實(shí)施單個(gè)模擬電臺的操作使用訓(xùn)練，也可以組成不同的網(wǎng)路實(shí)施車內(nèi)外通信訓(xùn)練；既可以實(shí)施帶有戰(zhàn)術(shù)背景的指揮通信訓(xùn)練，也可以實(shí)施帶有干擾條件的通信對抗訓(xùn)練。

2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

2.1 電臺通信模塊的設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)思路，電臺通信模塊的主要功能有2個(gè)：1)實(shí)現(xiàn)對電臺外觀及各種操作效應(yīng)的仿真；2)實(shí)現(xiàn)對電臺語音的實(shí)時(shí)采集、傳輸和播放的功能仿真。因此，該模塊由5部分組成：人機(jī)交互邏輯控制、語音采集與處理、動態(tài)編碼與數(shù)據(jù)打包、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)組播傳輸、數(shù)據(jù)解包與語音播放。其框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1.1 人機(jī)交互邏輯控制

系統(tǒng)采用Visual C++語言和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)顯示器上仿真實(shí)裝車載電臺的外觀和各種操作效應(yīng)。在人機(jī)交互過程中，通過觸摸或鼠標(biāo)點(diǎn)擊方式來完成對模擬電臺的各種操作，通過對各開關(guān)旋鈕的不同狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)賦值，仿真實(shí)裝車載電臺的邏輯控制。

圖1 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)

圖2 電臺通信模塊的框架結(jié)構(gòu)

2.1.2 語音采集與處理

為了提高語音采集、處理及傳輸?shù)倪B續(xù)性與實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)采用多緩沖區(qū)技術(shù)和低級音頻采集與播放技術(shù)[5]，以環(huán)形緩沖區(qū)存放已采集的語音數(shù)據(jù)，使得語音采集不發(fā)生斷續(xù)，每個(gè)緩沖區(qū)的大小為628 Bytes，緩沖區(qū)數(shù)量為5個(gè)，語音數(shù)據(jù)的采樣率為11 025 Hz；采用低級音頻函數(shù)，允許用戶直接控制音頻設(shè)備，通過調(diào)用低級音頻函數(shù)，可以實(shí)時(shí)地采集語音數(shù)據(jù)，并對接收到的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行播放。

系統(tǒng)啟動后，模擬電臺的語音采集端(系統(tǒng)利用麥克風(fēng)模擬實(shí)裝工作帽的送話器)始終在工作，直到模擬訓(xùn)練系統(tǒng)退出運(yùn)行為止。系統(tǒng)對模擬語音信號進(jìn)行實(shí)時(shí)不間斷的采集，將模擬語音信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、量化，以數(shù)字語音數(shù)據(jù)儲存于語音緩沖隊(duì)列中。當(dāng)模擬電臺處于發(fā)信狀態(tài)且一個(gè)語音緩沖區(qū)已采滿時(shí)，此語音緩沖區(qū)數(shù)據(jù)連同本地模擬電臺狀態(tài)參數(shù)交給打包模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)打包。打包后的語音數(shù)據(jù)通過組播方式，廣播到網(wǎng)絡(luò)中的接收端(此時(shí)，語音的采集、發(fā)送、播放并發(fā)進(jìn)行)。當(dāng)模擬電臺處于收信狀態(tài)時(shí)，所采集的語音信號不發(fā)送、不播放。語音采集開始后的語音處理流程如圖3所示。

圖3 語音采集處理流程

2.1.3 動態(tài)編碼與數(shù)據(jù)打包

為實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信和局域網(wǎng)內(nèi)多用戶不同網(wǎng)路同時(shí)組網(wǎng)，將本地模擬電臺工作種類、工作方式、信道參數(shù)、收/發(fā)狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行編碼處理，按語音采集時(shí)間順序賦予每個(gè)數(shù)據(jù)包一個(gè)幀序編碼。電臺參數(shù)編碼、幀序編碼與UDP協(xié)議頭文件共同組成組播數(shù)據(jù)的報(bào)頭，報(bào)頭再和語音緩沖區(qū)中的語音數(shù)據(jù)組成組播數(shù)據(jù)，最后組播數(shù)據(jù)交給打包模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)打包。組播數(shù)據(jù)格式如圖4所示。

圖4 電臺通信模塊組播數(shù)據(jù)格式

2.1.4 組播通信

模擬大規(guī)模分組實(shí)時(shí)語音通信網(wǎng)的難點(diǎn)是：要能夠根據(jù)電臺設(shè)置的參數(shù)，模擬出不同的通信信道，并且信道間既保持相互無干擾又能實(shí)現(xiàn)語音流暢。采用實(shí)時(shí)語音組播通信技術(shù)是一個(gè)很好的解決辦法。組播通信技術(shù)實(shí)施分布式控制，把通信邏輯功能分散于各個(gè)終端(不依賴于中心控制)，以組播地址模擬電臺的通信信道，通過傳輸封裝有電臺工作參數(shù)的數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)工作參數(shù)相同電臺之間的通信聯(lián)絡(luò)。采用組播通信技術(shù)，一個(gè)組播地址對應(yīng)一個(gè)通信信道，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可設(shè)置足夠多的組播地址，這樣就能夠滿足大規(guī)模分組組網(wǎng)要求。與中心控制方式相比，這種組播通信分布式控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得有線網(wǎng)絡(luò)通信更加具有無線通信點(diǎn)對點(diǎn)、終端到終端的特性，模擬通信可不受服務(wù)器的控制、網(wǎng)段的限制等。

組播通信技術(shù)采用UDP協(xié)議完成模擬電臺的數(shù)據(jù)傳輸。UDP協(xié)議是OSI參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡單不可靠信息傳輸服務(wù)。UDP協(xié)議使用IP層提供的服務(wù)，把從應(yīng)用層得到的數(shù)據(jù)從一臺主機(jī)上的某個(gè)應(yīng)用程序傳送給網(wǎng)絡(luò)上的另一臺主機(jī)上的某個(gè)應(yīng)用程序[6]。這一協(xié)議不但可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)廣播，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶的分組。與基于C/S結(jié)構(gòu)的傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol, TCP)不同，UDP協(xié)議提供無連接的數(shù)據(jù)包傳輸，對網(wǎng)絡(luò)的資源占用較少，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延也較小，能夠有效地節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。其缺點(diǎn)是不能完全保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，存在語音包丟失和誤傳的可能性；但經(jīng)過長期反復(fù)的測試，在局域網(wǎng)內(nèi)使用UDP協(xié)議進(jìn)行語音通信，其丟包和誤碼率都很低，完全可以勝任組播通信的需求[7-8]。

系統(tǒng)設(shè)置了2個(gè)封裝有UDP協(xié)議的控件——NMUDP1控件和NMUDP2控件，分別負(fù)責(zé)語音數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收。只有模擬電臺在發(fā)信狀態(tài)，數(shù)據(jù)包發(fā)送部分才工作，通過調(diào)用NMUDP1控件的SendBuffer方法，將數(shù)據(jù)包以組播的方式發(fā)送到局域網(wǎng)上；在模擬電臺開始工作后，NMUDP2控件始終處于等待接收數(shù)據(jù)包狀態(tài)，當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)上收到數(shù)據(jù)包時(shí)，激發(fā)NMUDP2收到包事件。

2.1.5 收信端數(shù)據(jù)解包與語音播放

當(dāng)模擬電臺收到組播數(shù)據(jù)包后，首先對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包處理，提取報(bào)頭，通過相應(yīng)的通信模擬模型(如圖5所示)與本地參數(shù)進(jìn)行對比，以確定是否對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)報(bào)頭與本地參數(shù)匹配時(shí)，將幀序碼與語音數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)，緩沖區(qū)中的語音數(shù)據(jù)按幀序碼進(jìn)行適當(dāng)排序；對于不匹配的數(shù)據(jù)包，則直接丟掉而不存入緩沖區(qū)。

圖5 通信模擬模型結(jié)構(gòu)

在網(wǎng)絡(luò)接收中，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失時(shí)，利用相鄰語音包的自相似性，通過重播上一個(gè)語音包的方法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失的恢復(fù)。采用定時(shí)處理的方法，在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)如果沒收到數(shù)據(jù)，則定時(shí)器處理事件被激發(fā)，進(jìn)行丟包恢復(fù)處理。

對于語音播放端而言，播放的語音可分為3種：本地的錄音數(shù)據(jù)(實(shí)現(xiàn)耳機(jī)側(cè)音)、從網(wǎng)絡(luò)上接收的語音數(shù)據(jù)以及模擬實(shí)裝車載電臺的各種噪音數(shù)據(jù)。無論是哪種語音數(shù)據(jù)，在播放前都要存放在指定大小、指定格式的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。播音時(shí)，只要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)指針賦給標(biāo)志語音數(shù)據(jù)緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)體變量的相關(guān)成員，然后調(diào)用語音低級播放API函數(shù)進(jìn)行播放即可(利用耳機(jī)模擬實(shí)裝工作帽的受話器)。由于存在噪音與語音的混音，因此，噪音的播放取決于本地模擬電臺的靜噪開關(guān)設(shè)置，當(dāng)靜噪開關(guān)為On時(shí)，不播放噪音；當(dāng)靜噪開關(guān)為Off時(shí)，播放噪音。

2.2 通信干擾模塊的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代戰(zhàn)場上的電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜，復(fù)雜電磁環(huán)境已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)場的重要特征與突出表現(xiàn)。系統(tǒng)采用噪聲模擬、隨機(jī)抽樣等方法，提供了一個(gè)模擬的通信干擾電磁環(huán)境，按照相關(guān)規(guī)定設(shè)置了施加干擾的方法、時(shí)間和強(qiáng)度等，其干擾效果與目前部隊(duì)的實(shí)裝干擾器材基本一致。通信干擾如圖6所示。為了使模擬的干擾環(huán)境盡可能地逼真，系統(tǒng)對干擾信號的種類進(jìn)行了區(qū)分，構(gòu)建了包括調(diào)制干擾、脈沖干擾和組合干擾等在內(nèi)的多種干擾類型，并按照干擾強(qiáng)度規(guī)則分別建立了強(qiáng)干擾模塊、中等干擾模塊和弱干擾模塊。另外，根據(jù)電臺俘獲效應(yīng)，建立了通信對抗“通”與“斷”規(guī)則，營造了逼真的模擬電磁環(huán)境。

圖6 通信干擾示意圖

俘獲效應(yīng)是指在調(diào)頻無線電中，當(dāng)同一頻率上有2個(gè)或多個(gè)無線電信號時(shí)，接收端表現(xiàn)出的強(qiáng)信號抑制弱信號的現(xiàn)象。根據(jù)這一原理，確定了通信對抗“通”與“斷”規(guī)則，制作了4個(gè)模塊，即大功率干擾模塊、大功率通信模塊、小功率干擾模塊、小功率通信模塊，這4個(gè)模塊的信號強(qiáng)度模擬設(shè)計(jì)按此順序從大到小依次排列，對于同一級別的通信信號，采用隨機(jī)抽樣的方法確定服務(wù)對象，在相同頻率上賦予“干擾臺”具有“功率優(yōu)先”的特殊功能。具體表現(xiàn)是：當(dāng)通信方位于“小功率”通信時(shí)，干擾臺“小功率”干擾，可中斷通信方的通信信號；當(dāng)通信方位于“大功率”通信時(shí)，干擾臺“小功率”干擾，不能中斷通信方的通信信號；當(dāng)通信方位于“大功率”通信時(shí)，干擾臺“大功率”干擾，能夠中斷通信方的通信信號。

2.3 戰(zhàn)術(shù)情況演播模塊的設(shè)計(jì)

戰(zhàn)術(shù)情況演播模塊的主要功能是：采用采編過的視頻短片來模擬實(shí)際戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)情況，為各級指揮員的通信指揮訓(xùn)練提供一個(gè)可視的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境，增強(qiáng)訓(xùn)練的針對性和逼真性。該模塊包括訓(xùn)練方案的編輯與生成、訓(xùn)練的組織與實(shí)施2部分，如圖7所示。其中，訓(xùn)練方案的編輯與生成的功能是：以通信指揮訓(xùn)練的戰(zhàn)術(shù)想定為依據(jù)，編輯和生成所需要的各種戰(zhàn)場情況顯示方案，供訓(xùn)練時(shí)使用。訓(xùn)練的組織與實(shí)施的功能是：在通信指揮訓(xùn)練過程中，適時(shí)播放編輯好的視頻方案，用于指導(dǎo)指揮員根據(jù)顯示的視頻戰(zhàn)術(shù)情況操作使用模擬電臺，完成車內(nèi)外的通信指揮。戰(zhàn)術(shù)情況視頻畫面在屏幕上置頂顯示，可放大、縮小，位置可拖拽，與模擬電臺集成在一起，互不影響。

圖7 戰(zhàn)術(shù)情況演播模塊結(jié)構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)視頻戰(zhàn)術(shù)情況訓(xùn)練方案的編輯和生成，系統(tǒng)采用Visual C++語言和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面和實(shí)現(xiàn)各種操作功能。為滿足通信指揮訓(xùn)練的需要，系統(tǒng)預(yù)置了200多個(gè)視頻戰(zhàn)術(shù)情況，并采用Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了視頻戰(zhàn)術(shù)情況數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)對各種視頻信息和方案的存儲。采用ADO.Net技術(shù)連接數(shù)據(jù)庫。ADO(ActiveX Data Object)技術(shù)定義了ADO對象，使程序開發(fā)得到簡化，保證了對數(shù)據(jù)庫各種操作的正確性和穩(wěn)定性[9]。在同一個(gè)網(wǎng)路內(nèi)實(shí)施訓(xùn)練時(shí)，由主播臺通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出控制指令來控制網(wǎng)內(nèi)所有終端視頻戰(zhàn)術(shù)情況的同步播放。為保證組網(wǎng)訓(xùn)練時(shí)各終端顯示的戰(zhàn)場情況同步、流暢，避免視頻在線播放出現(xiàn)停頓、不同步等情況，系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)庫分裝在各顯示終端，采用基于TCP/IP協(xié)議的Winsock控件來實(shí)現(xiàn)對各顯示終端視頻戰(zhàn)術(shù)情況的同步控制。

3 系統(tǒng)的應(yīng)用及效果

系統(tǒng)按照車載電臺基礎(chǔ)訓(xùn)練、通信指揮訓(xùn)練和通信對抗訓(xùn)練的多重需求進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計(jì)和綜合研制，實(shí)現(xiàn)了對車載電臺的操作使用方法、通信指揮功能以及通信對抗功能的逼真模擬，提高了利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源組織實(shí)施通信指揮訓(xùn)練和通信對抗訓(xùn)練的靈活性和實(shí)用性。

在模擬電臺通信中，從發(fā)信方按下發(fā)信按鈕開始，發(fā)信方每隔27 ms向收信方發(fā)送一個(gè)語音數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包的大小為628 Bytes。在速率為100 Mbit/s的局域網(wǎng)中，1 bit的數(shù)據(jù)發(fā)送占用10-8s，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)極小。因此，產(chǎn)生通話延遲的主要因素是語音信號的錄音(27 ms)、播放(27 ms)過程延時(shí)和程序處理的延時(shí)。經(jīng)過實(shí)際測試，通信延遲為175 ms，實(shí)時(shí)性強(qiáng)；并且在采樣率為11 025 Hz、采用PCM方式16位量化的規(guī)格進(jìn)行采樣與播放時(shí)，音質(zhì)達(dá)到有線電話音質(zhì)，能清晰分辨出發(fā)話人的語音特征。

系統(tǒng)在實(shí)時(shí)語音組播技術(shù)的支持下，逼真地仿真了實(shí)裝車載電臺的通信功能，仿真結(jié)果表明：該系統(tǒng)能在幾千個(gè)信道上實(shí)施定頻、調(diào)頻、明語及密語通信等，通信雙方語音交互延時(shí)小于200 ms，實(shí)時(shí)性強(qiáng)；其通信方式、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和通信效果與實(shí)裝車載電臺通信基本一致。

系統(tǒng)采用噪聲模擬、隨機(jī)抽樣等方法，提供了一個(gè)模擬的通信干擾電磁環(huán)境，其干擾效果與目前部隊(duì)的實(shí)裝干擾器材基本一致，滿足了在干擾條件下進(jìn)行通信對抗訓(xùn)練的需求，增強(qiáng)了通信對抗能力。

4 結(jié)論

基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的車載電臺模擬訓(xùn)練系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)為支撐，以實(shí)時(shí)語音組播等技術(shù)為核心，以計(jì)算機(jī)圖形仿真技術(shù)為手段，在計(jì)算機(jī)終端上模擬出車載電臺的操作界面及實(shí)時(shí)通信的交互效果。通過局域網(wǎng)將相對獨(dú)立的各單機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)互聯(lián)起來，構(gòu)成了一個(gè)大規(guī)模、多參與者的對等式實(shí)時(shí)交互通信模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“受訓(xùn)者—模擬電臺—訓(xùn)練環(huán)境”之間的交互。系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間的開發(fā)測試，已通過專家驗(yàn)收并交付實(shí)際使用。經(jīng)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1) 綜合性強(qiáng)。系統(tǒng)集車載電臺的基本操作使用訓(xùn)練、組網(wǎng)通信訓(xùn)練、帶有一定戰(zhàn)術(shù)背景的通信指揮訓(xùn)練及通信對抗訓(xùn)練于一體，具有功能全面、模擬逼真、經(jīng)濟(jì)實(shí)用和安全可靠等特點(diǎn)。

2) 仿真性強(qiáng)。模擬電臺嚴(yán)格按實(shí)裝的界面、功能及操作規(guī)程進(jìn)行建模和仿真，能滿足分級組網(wǎng)、多場所、大規(guī)模、跨網(wǎng)段統(tǒng)一組織實(shí)施通信模擬訓(xùn)練的需求；通信干擾部分嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)定構(gòu)建，包括干擾方法、類型和強(qiáng)度在內(nèi)的各種干擾模型，能滿足多種干擾條件下實(shí)施通信對抗模擬訓(xùn)練的需求；實(shí)景視頻戰(zhàn)術(shù)情況部分按照裝甲機(jī)械化部隊(duì)遂行攻防戰(zhàn)斗任務(wù)中通常要處置的戰(zhàn)術(shù)情況進(jìn)行拍攝、剪輯，用戶可根據(jù)通信戰(zhàn)術(shù)想定對視頻短片進(jìn)行靈活組合，制定可行的演播方案。

3) 模塊化程度高。系統(tǒng)采用模塊化和綜合集成的方法進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，各模塊間耦合性弱、獨(dú)立性強(qiáng)。各模塊既可單獨(dú)使用，也可根據(jù)不同的訓(xùn)練需求進(jìn)行綜合、網(wǎng)絡(luò)化使用。

4) 施教組訓(xùn)方便。只要具備計(jì)算機(jī)和局域網(wǎng)絡(luò)，安裝了系統(tǒng)軟件，就可以進(jìn)行訓(xùn)練。與實(shí)裝訓(xùn)練相比，該系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)，施教組訓(xùn)更加便于開展，保證了訓(xùn)練時(shí)間，提高了訓(xùn)練效果。

因此，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)在改善裝甲機(jī)械化部隊(duì)的通信指揮訓(xùn)練條件、改革訓(xùn)練手段、提高訓(xùn)練效益等諸多方面具有很強(qiáng)的參考價(jià)值。

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