朱 丹，張必彥

(中國人民解放軍91550部隊，遼寧 大連 116023)

為確保測控數據可靠傳輸，飛行器試驗測控通信系統(tǒng)所建立的試驗通信網和指控中心測控計算機系統(tǒng)的內部試驗信息網通常都為相互獨立的雙網結構[1]。在進行飛行器飛行試驗時，布設在外場各站點的測控裝備需將測控數據通過試驗通信網實時傳輸到指揮控制中心[2]，由指控中心的測控計算機系統(tǒng)中的通信服務器接收并通過系統(tǒng)內部試驗信息網發(fā)送給系統(tǒng)內各數據處理計算機，各計算機所形成的重要數據再通過試驗信息網發(fā)送給通信服務器[3]，由通信服務器通過試驗通信網發(fā)送給各測控裝備[4]。在上述過程中通信服務器起到了指控中心與外場裝備進行數據通信轉發(fā)作用，它分別與試驗通信網即外場雙網和試驗信息網即內場雙網共4個網連接[5-6]。當然，為提高可靠性，通信服務器的配置也是兩臺，形成“主機/副機”工作方式，即兩臺服務器同時工作，都接收并處理數據，區(qū)別是主機發(fā)送數據而副機不發(fā)送數據，主機與副機通過“心跳線”相互監(jiān)視，進行主、副機切換，或通過控制節(jié)點發(fā)出控制命令進行主、副機切換[7]。通信服務器既要將外場雙網數據轉發(fā)給內場雙網，又要將內場雙網數據轉發(fā)給外場雙網，而無論是外場雙網還是內場雙網作為發(fā)送網，兩網所發(fā)的數據既有相同的數據又有不同的數據[8]，在這種雙網對雙網數據通信轉發(fā)方式下，為確保通信服務器所轉發(fā)出的數據對于每個接收網來說既完整又不重復，本文提出了直傳法和綜合處理法兩種措施，通過設置通信服務器上的配置文件來確定使用哪種方法[9]。

1 直傳法

該方法直接確定內場網與外場網共4個網之間數據傳遞關系，即確定從哪個網接收的數據直接從另外哪個網轉發(fā)出去，這個關系可在配置文件中設定，通信服務器按照轉發(fā)關系，進行接收數據轉發(fā)[10]。(1)確定轉發(fā)關系。有兩個方向數據轉發(fā)關系，一是內場數據向外場轉發(fā)，二是外場數據向內場轉發(fā)；(2)進行數據轉發(fā)。通信服務器按照確定的轉換關系，進行接收數據的直接轉發(fā)，流程圖如圖1所示。

圖1 直傳法流程圖

2 綜合處理法

通信服務器從對等的雙網接收數據幀，其中大量數據幀兩兩相同，轉發(fā)時，不能向同一個網重復轉發(fā)相同數據幀，必須甩掉一幀[11-12]。該方法包含兩種甩幀方法，分別是特征數據比對法和傳輸頻率判斷法[13]。

2.1 特征數據比對法

特征數據比對法是指對所轉發(fā)數據幀序列中具有唯一性特征的數據進行比對，發(fā)現已轉發(fā)數據幀中的特征數據有相同的值，說明該幀數據已轉發(fā)，則甩掉該數據幀。具體做法如下：(1)確定特征值。分析數據幀格式，確定數據幀中的特征數據；(2)定義特征值比對結構。用于描述數據幀最新轉發(fā)幀中的特征值；(3)進行特征值比對。通信服務器接收到數據幀后，對新舊特征值進行比對；(4)轉發(fā)處理。

如果接收的新數據幀中的特征值與前一個記錄中的特征值相同，則該數據幀為舊數據幀，應拋棄；否則，為新的數據幀，向(內/外)雙網轉發(fā)，并記錄新數據幀中的特征值，流程圖如圖2所示。

圖2 特征數據比對法流程圖

2.2 傳輸頻率判斷法

傳輸頻率判斷法是對特征數據比對法的一種補充，是對某些數據幀中無明顯唯一特征，無法進行數據特征比對，但該數據幀卻具有固定的傳輸頻率即發(fā)送周期，比較前后相鄰兩幀數據接收時間之差，如果大于某個門限值，則是新數據幀，進行轉發(fā)；否則直接拋棄。記錄轉發(fā)數據幀的接收時間，用于進行下一幀數據比對。

(1)確定數據幀傳輸頻率判斷值(門限)。分析傳遞的數據幀發(fā)送周期，取周期值的2/3作為接收時間間隔判斷值；(2)定義接收時間結構。用于記錄數據幀最新轉發(fā)幀的接收時間；(3)進行接收時間間隔比對。通信服務器接收到數據幀后獲取該數據幀的接收時間，與接收時間結構中記錄的時間進行比對；(4)轉發(fā)處理。

如果兩個數據幀接收時間差小于門限值，則為重復幀，應拋棄；否則，為新的數據幀，向(內/外)雙網轉發(fā)，并記錄新數據幀接收時間用于后續(xù)比對，流程圖如圖3所示。

圖3 傳輸頻率判斷法流程圖

3 轉發(fā)數據測試與結果分析

分別通過雙內網及雙外網向通信服務器發(fā)送仿真數據，測試兩種數據轉發(fā)方式的丟包率，結果見表1。測試結果表明，在網絡正常的情況下，兩種數據轉發(fā)方式均高效、可靠。直傳法的優(yōu)點是轉發(fā)關系有多種，每種都簡單明了，不涉及所轉發(fā)數據的內容，軟件實現過程簡單，缺點是數據轉發(fā)可靠性有所降低，4個網中一旦有一個網故障，則數據可能丟失。綜合處理法優(yōu)點是不丟失數據，向每個網轉發(fā)的數據幀完整、齊全且不重復，數據轉發(fā)可靠性非常高，缺點是需了解所轉發(fā)數據的內容特征或發(fā)送特性，軟件實現過程較為復雜。

表1 通信服務器轉發(fā)數據丟包率統(tǒng)計

4 結束語

在飛行器試驗中，通信服務器連接著兩個對等的外場網和兩個對等的內場網，并負責內、外場數據通信轉發(fā)。本文提出的在雙網對雙網數據通信轉發(fā)方式下的兩種數據轉發(fā)方法，其中直傳法直接確定內場網與外場網4個網之間數據傳遞關系，即確定哪個網接收的數據直接從另外哪個網轉發(fā)出去；而綜合處理法則是通過對已發(fā)送的數據幀內容或傳輸頻率進行比對分析，發(fā)送新的數據幀，拋棄已發(fā)送過的數據幀[14]。本方法已經在某飛行器試驗場測控中心計算機系統(tǒng)中得以應用，運行高效、可靠。