趙寶健 矯文成 張俊萍

摘 ? 要：近年來(lái)，我軍某些信息化裝備在測(cè)試中多次出現(xiàn)信息傳輸失敗、丟包、網(wǎng)間轉(zhuǎn)換困難等組網(wǎng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。由于缺乏組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)法對(duì)組網(wǎng)不穩(wěn)定原因準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致難以對(duì)裝備的戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能作出合理、客觀的評(píng)價(jià)。針對(duì)該問(wèn)題，文章開(kāi)展戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。在分析戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，提出系統(tǒng)在測(cè)試中的應(yīng)用方案，為開(kāi)展戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)提供有效的測(cè)試手段和技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線組網(wǎng);數(shù)據(jù)偵聽(tīng);數(shù)據(jù)傳輸;數(shù)據(jù)處理

近年來(lái)，在我軍某型裝備信息系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗(yàn)過(guò)程中，多次出現(xiàn)系統(tǒng)組網(wǎng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，表現(xiàn)為信息傳輸失敗、丟包、網(wǎng)間轉(zhuǎn)換困難等[1]。由于缺乏系統(tǒng)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)法對(duì)組網(wǎng)不穩(wěn)定的原因進(jìn)行準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致難以對(duì)武器系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能作出合理、科學(xué)的評(píng)價(jià)[2]。

1 ? ?戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)工作原理分析

要對(duì)戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能實(shí)施監(jiān)測(cè)，需建立一套獨(dú)立具備偵聽(tīng)、傳輸、分析處理功能的第三方監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以不破壞被測(cè)系統(tǒng)原始通信方式的形式運(yùn)行[3]。當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)無(wú)數(shù)據(jù)交互時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)處于待命狀態(tài)。一旦被測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生數(shù)據(jù)交互及數(shù)據(jù)流動(dòng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的偵聽(tīng)、傳輸、分析處理等功能便受到驅(qū)動(dòng)，立即進(jìn)行被測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)分析。下面依次研究戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)偵聽(tīng)（無(wú)線/有線）、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等工作原理。

1.1 ?偵聽(tīng)工作原理

1.1.1 ?無(wú)線數(shù)據(jù)偵聽(tīng)

被測(cè)系統(tǒng)超短波通信網(wǎng)由若干個(gè)裝有超短波電臺(tái)和通信網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備的車(chē)輛組成，每一個(gè)車(chē)輛均有各自的節(jié)點(diǎn)地址，組成超短波通信網(wǎng)。該通信網(wǎng)可能包含一個(gè)或多個(gè)通信子網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)各個(gè)車(chē)輛的操作人員控制終端計(jì)算機(jī)將各類(lèi)命令、報(bào)文最終通過(guò)超短波電臺(tái)發(fā)送到其他節(jié)點(diǎn)的車(chē)輛。

1.1.2 ?有線數(shù)據(jù)偵聽(tīng)

有線偵聽(tīng)，對(duì)指控計(jì)算機(jī)與通信控制設(shè)備間的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。有線偵聽(tīng)設(shè)備應(yīng)集數(shù)據(jù)偵聽(tīng)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能為一體，在截獲到被測(cè)以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)包后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行防竊密處理及本地加密存儲(chǔ)，并通過(guò)與數(shù)據(jù)處理中心建立的通信鏈路將偵聽(tīng)數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理中心。

1.2 ?無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸工作原理

無(wú)線傳輸?shù)耐ㄐ沤K端分布在被測(cè)系統(tǒng)車(chē)輛載體、無(wú)線偵聽(tīng)點(diǎn)載體及數(shù)據(jù)處理中心載體內(nèi)部?？紤]無(wú)線傳輸通信終端載體布局及市場(chǎng)現(xiàn)有無(wú)線傳輸設(shè)備的傳輸能力，搭建一個(gè)含3個(gè)子區(qū)域、4個(gè)中繼點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。各子區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負(fù)責(zé)1 km無(wú)線信號(hào)覆蓋，中繼點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負(fù)責(zé)3個(gè)子區(qū)域間的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)交互。

目前成熟使用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有2.4 GHz及5.8 GHz兩種。其中2.4 GHz無(wú)線網(wǎng)絡(luò)繞射能力強(qiáng)，5.8 GHz無(wú)線網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)?？紤]各子區(qū)域內(nèi)部所含設(shè)備多，在子區(qū)域內(nèi)部選用2.4 GHz網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以保證信號(hào)傳輸強(qiáng)度。子區(qū)域間最遠(yuǎn)間距達(dá)到25 km，考慮信號(hào)傳輸過(guò)程中的外界干擾等因素，中繼點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選用5.8 G頻段。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理工作原理

1.3.1 ?網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)分析評(píng)估

在任意一次數(shù)據(jù)傳送時(shí)，數(shù)據(jù)流向上均存在3個(gè)第三方監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別對(duì)數(shù)據(jù)流向的起始段、中間段、末段進(jìn)行監(jiān)控。被測(cè)系統(tǒng)各終端通信狀態(tài)正常時(shí)，對(duì)于被測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部任意一次數(shù)據(jù)發(fā)送動(dòng)作，數(shù)據(jù)處理中心均會(huì)接收到相應(yīng)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)送的、具有相同MD5標(biāo)識(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)通過(guò)對(duì)所接收到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)容及監(jiān)測(cè)點(diǎn)屬性的分析，可準(zhǔn)確定位故障部位。若數(shù)據(jù)處理中心僅接收到起始段有線偵聽(tīng)設(shè)備數(shù)據(jù)，而未收到中間段無(wú)線偵聽(tīng)設(shè)備數(shù)據(jù)，則表明發(fā)送端車(chē)輛電臺(tái)故障。若數(shù)據(jù)處理中心收到起始段有線偵聽(tīng)設(shè)備數(shù)據(jù)及中間段無(wú)線偵聽(tīng)設(shè)備數(shù)據(jù)，卻未收到末段有線偵聽(tīng)設(shè)備數(shù)據(jù)，則表明接收端電臺(tái)故障。

1.3.2 ?網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估原理

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估工作基于偵聽(tīng)截獲數(shù)據(jù)，以相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)算法，得到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)性能、穩(wěn)定性、可靠性以及抗毀性分析結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)包括吞吐量、通信時(shí)延、丟包率等，穩(wěn)定性指標(biāo)包括吞吐量、通信時(shí)延、丟包率等;可靠性指標(biāo)包括平均無(wú)故障工作時(shí)間、平均故障修復(fù)時(shí)間等;抗毀性指標(biāo)包括組網(wǎng)時(shí)間、平均組網(wǎng)時(shí)間、平均重組時(shí)間等。

2 ? ?戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）有/無(wú)線偵聽(tīng)子系統(tǒng)：被測(cè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行信息交互時(shí)，數(shù)據(jù)從源端到達(dá)目的端依次經(jīng)歷有線以太網(wǎng)以及無(wú)線電網(wǎng)兩種類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的全面監(jiān)測(cè)，在數(shù)據(jù)偵聽(tīng)方面，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由有線偵聽(tīng)子系統(tǒng)和無(wú)線偵聽(tīng)子系統(tǒng)兩部分組成。有線偵聽(tīng)子系統(tǒng)對(duì)有線以太網(wǎng)流動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與獲取，無(wú)線偵聽(tīng)子系統(tǒng)對(duì)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與獲取，兩子系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后續(xù)分析提供完善的數(shù)據(jù)樣本。

（2）無(wú)線傳輸子系統(tǒng)：為可靠獲取被測(cè)系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)，有線偵聽(tīng)子系統(tǒng)及無(wú)線偵聽(tīng)子系統(tǒng)的布局受被測(cè)系統(tǒng)作戰(zhàn)隊(duì)形限制，隨被測(cè)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)呈離散分布態(tài)勢(shì)。這種分布形式導(dǎo)致所截獲的數(shù)據(jù)孤立地存在于各個(gè)偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，不利于開(kāi)展被測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的綜合分析工作，因此，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)含一套獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，傳輸鏈路覆蓋至所有偵聽(tīng)點(diǎn)及處理中心節(jié)點(diǎn)。借助該系統(tǒng)建立的傳輸鏈路，有線偵聽(tīng)子系統(tǒng)及無(wú)線偵聽(tīng)子系統(tǒng)能夠在不影響被測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的條件下將截獲數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總至數(shù)據(jù)分析中心。

（3）數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)：為實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)性能的分析，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)含數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)對(duì)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)及分析。借助這些數(shù)據(jù)，該子系統(tǒng)一方面能夠在被測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)給出被測(cè)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，另一方面能夠在測(cè)試結(jié)束后，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能給出綜合評(píng)價(jià)。

（4）手持終端子系統(tǒng)：鑒于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)、多個(gè)偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)的輻射型架構(gòu)形式，特設(shè)計(jì)手持終端子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)借助數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)建立的傳輸信道為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中心測(cè)試控制人員和各數(shù)據(jù)偵聽(tīng)點(diǎn)測(cè)試操作人員搭建起通信平臺(tái)。借助該平臺(tái)，位于中心節(jié)點(diǎn)的測(cè)試控制人員與位于輻射型架構(gòu)尾端的偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)測(cè)試操作人員間，可以方便獲取相互間測(cè)試進(jìn)展情況及測(cè)試運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 ?系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)

被測(cè)系統(tǒng)車(chē)載終端間進(jìn)行信息交互時(shí)，數(shù)據(jù)從產(chǎn)生至到達(dá)目的端，傳輸依次經(jīng)歷車(chē)載終端與通控組成的以太網(wǎng)以及車(chē)載電臺(tái)間組成的無(wú)線網(wǎng)。為了減少偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)與處理中心節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，縮短傳輸路徑，應(yīng)將處理中心節(jié)點(diǎn)布局在偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)較集中的區(qū)域。各偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)和處理中心節(jié)點(diǎn)為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)，無(wú)線傳輸子系統(tǒng)設(shè)備除分布在各終端使各終端具備數(shù)據(jù)通信能力外，還有一部分中繼設(shè)備分布在偵聽(tīng)節(jié)點(diǎn)及處理中心節(jié)點(diǎn)周?chē)?，以適應(yīng)遠(yuǎn)距離通信需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的橋接與中轉(zhuǎn)放大。

3 ? ?結(jié)語(yǔ)

隨著裝備發(fā)展，成體系、成建制研制的武器系統(tǒng)呈現(xiàn)出信息化程度高、鏈路復(fù)雜、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、整體性能和作戰(zhàn)效能均得到顯著提升的特點(diǎn)，然而裝備出現(xiàn)信息傳輸失敗、丟包、網(wǎng)間轉(zhuǎn)換困難等組網(wǎng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，要求必須加強(qiáng)對(duì)不同組網(wǎng)環(huán)境下武器系統(tǒng)組網(wǎng)性能的考核。

[參考文獻(xiàn)]

[1]羅杰，李獻(xiàn)軍，柯寶弟.復(fù)雜電磁環(huán)境下炮兵通信系統(tǒng)抗干擾方法[J].信息通信，2015（1）：29.

[2]包霞.淺析我國(guó)有線通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].信息通信，2012（2）：282.

[3]王德春.討論有線通信技術(shù)與無(wú)線通信的對(duì)比[J].信息系統(tǒng)工程，2015（3）：99.