多遠(yuǎn)融合數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估方法淺析

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摘要：針對(duì)無線通信條件下數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試和評(píng)估難題，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估方法。首先，采集數(shù)據(jù)鏈的記錄數(shù)據(jù)；然后，通過對(duì)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）數(shù)據(jù)的消息協(xié)議解析，按照數(shù)據(jù)鏈消息標(biāo)準(zhǔn)格式化TDS數(shù)據(jù)，提取時(shí)間、消息類型、數(shù)據(jù)鏈平臺(tái)和收發(fā)消息四維變量；最后，結(jié)合集合映射理論，分析通信網(wǎng)絡(luò)連通性，生成了連通性評(píng)估報(bào)告和戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序圖。基于數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)實(shí)際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，分析測(cè)試樣本經(jīng)過傳輸造成的丟包、誤碼和時(shí)延抖動(dòng)等影響，驗(yàn)證了多源融合方法的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)鏈；多源融合；集合映射；戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)；戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序；網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估

0引言

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)提升了武器平臺(tái)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知能力和生存能力。評(píng)估數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。以飛機(jī)平臺(tái)為例，國(guó)內(nèi)外針對(duì)飛機(jī)的數(shù)據(jù)記錄非常重視，美國(guó)的Teledyne公司研制了能夠記錄整個(gè)飛行過程數(shù)據(jù)信息的飛行數(shù)據(jù)再現(xiàn)軟件（TDRS）[1]；英國(guó)和俄羅斯等國(guó)家均采用飛行數(shù)據(jù)多信息管理記錄技術(shù)記錄戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）數(shù)據(jù)，具備數(shù)據(jù)的高速實(shí)時(shí)傳輸能力；GeorgeEM等測(cè)試了實(shí)際裝備的時(shí)延參數(shù)，分析了時(shí)間延遲對(duì)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能的影響[2]；針對(duì)飛行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析回放系統(tǒng)，利用飛行真實(shí)數(shù)據(jù)再現(xiàn)了飛行航跡，用于驗(yàn)證飛行航線的正確性；參考文獻(xiàn)[4]等分析處理戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）記錄的數(shù)據(jù)，得到了航線和方位角等信息。同時(shí)，針對(duì)艦艇數(shù)據(jù)鏈，采用基于作戰(zhàn)任務(wù)和多智能體等方法進(jìn)行效能評(píng)估[5-6]，并開展數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)選方法研究[7]。從國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展來看，主要集中在音視頻和航電信息等數(shù)據(jù)記錄，針對(duì)數(shù)據(jù)鏈戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（TDS）的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究比較少，針對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能分析研究還處于起步階段，需要在準(zhǔn)確性和時(shí)效性等方面進(jìn)行深入研究。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能可以通過分析和處理戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）記錄的數(shù)據(jù)[8]，實(shí)現(xiàn)在體系環(huán)境下數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的性能測(cè)試評(píng)估[9]。多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用于知識(shí)圖譜構(gòu)建和社會(huì)關(guān)系研究方面。例如基于層次過濾思想的知識(shí)融合模型進(jìn)行多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合[10]、基于貝葉斯個(gè)性化排序評(píng)論評(píng)分社交模型和可擴(kuò)展的貝葉斯個(gè)性化排序評(píng)論評(píng)分社交模型[10]等。針對(duì)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)試評(píng)估，一般情況采用接收端對(duì)接收到的報(bào)文序列和發(fā)送端標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試樣本進(jìn)行比對(duì)的方法。這種方法在測(cè)試評(píng)估數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)單一系統(tǒng)的性能時(shí)簡(jiǎn)便有效。但是在數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的信源是實(shí)際裝備和系統(tǒng)，無法獲得發(fā)送端的報(bào)文序列測(cè)試樣本，上述數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試評(píng)估方法不再有效。同時(shí)，實(shí)際信道下數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)存在誤碼情況，加上報(bào)文長(zhǎng)度和傳輸速率均會(huì)變化而導(dǎo)致的傳輸時(shí)延抖動(dòng)顯著等情況，大規(guī)模組網(wǎng)條件下數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試變得較為困難。利用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的記錄數(shù)據(jù)，分析和評(píng)估數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，基于多個(gè)飛機(jī)平臺(tái)的數(shù)據(jù)組合分析，得出飛機(jī)平臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性，即數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)通信連通性，分析出飛機(jī)與飛機(jī)、飛機(jī)與塔臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性，為飛行員飛行航跡考評(píng)提供參考；分析并生成戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序圖，為飛機(jī)通信故障檢修提供參考信息；同時(shí)，檢驗(yàn)飛行員在飛行過程中的數(shù)據(jù)鏈操作正確性。

1數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集與分析流程

1.1數(shù)據(jù)采集部署

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能的部署如圖1所示，在移動(dòng)平臺(tái)的指控系統(tǒng)上對(duì)指控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈設(shè)備之間接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在岸基側(cè)傳輸設(shè)備和指揮所信息系統(tǒng)之間接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。不同的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)需要統(tǒng)一參考時(shí)間，目前各平臺(tái)的時(shí)統(tǒng)誤差很小，時(shí)統(tǒng)誤差對(duì)于傳輸時(shí)延的影響可以忽略。數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)主要包括：報(bào)文成功率、誤報(bào)率、丟報(bào)率、誤比特率和傳輸時(shí)延等指標(biāo)，其中誤比特率是指接收端接收錯(cuò)誤比特總數(shù)與發(fā)送端發(fā)送總比特?cái)?shù)的比值。

1.2數(shù)據(jù)鏈采集與分析流程

數(shù)據(jù)鏈采集與分析流程的示意圖2所示，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)導(dǎo)出與導(dǎo)入管理、數(shù)據(jù)回放顯示和數(shù)據(jù)組合分析等功能。基于特定消息的多源融合數(shù)據(jù)組合分析方式是通過對(duì)TDS數(shù)據(jù)的消息協(xié)議解析，按照數(shù)據(jù)鏈消息標(biāo)準(zhǔn)格式化TDS數(shù)據(jù)；利用四維變量方法，即時(shí)間、消息類型、數(shù)據(jù)鏈平臺(tái)和收發(fā)消息，分析通信網(wǎng)絡(luò)連通性，生成了連通性評(píng)估報(bào)告；利用多源TDS數(shù)據(jù)的進(jìn)行組合分析，根據(jù)不同數(shù)據(jù)鏈之間的收發(fā)消息時(shí)間，分析戰(zhàn)術(shù)消息的時(shí)序關(guān)系，繪制出戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序圖。（1）數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集部位是機(jī)載戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）和塔臺(tái)的數(shù)據(jù)鏈顯控設(shè)備，各型數(shù)據(jù)鏈記錄的文件位置和數(shù)據(jù)格式有所不同，需要專業(yè)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。（2）數(shù)據(jù)導(dǎo)出與導(dǎo)入管理數(shù)據(jù)導(dǎo)出管理是指專業(yè)人員使用相應(yīng)數(shù)據(jù)管理設(shè)備，如通用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入設(shè)備或者筆記本電腦等設(shè)備，連接飛機(jī)的機(jī)載戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）和塔臺(tái)的數(shù)據(jù)鏈顯控設(shè)備，下載相應(yīng)文件夾下的數(shù)據(jù)記錄文件，按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈消息標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行特定的消息轉(zhuǎn)換和關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)導(dǎo)入管理是指專業(yè)人員使用數(shù)據(jù)管理設(shè)備，將數(shù)據(jù)管理設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)，按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈消息標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行特定的消息轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)換得到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)鏈消息導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)或者特定文件夾，由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)消息進(jìn)行維護(hù)和管理。（3）數(shù)據(jù)回放顯示數(shù)據(jù)回放顯示是指使用回放和分析系統(tǒng)，針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理或者特定文件的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，以態(tài)勢(shì)圖和數(shù)據(jù)列表形式回放數(shù)據(jù)鏈戰(zhàn)術(shù)信息，并且能夠顯示數(shù)據(jù)鏈態(tài)勢(shì)和戰(zhàn)術(shù)命令等信息，還原數(shù)據(jù)鏈工作的過程。（4）數(shù)據(jù)組合分析數(shù)據(jù)組合分析是指使用回放和分析系統(tǒng)，針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理或者特定文件的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，采用多源數(shù)據(jù)鏈組合分析方法，分析通信網(wǎng)絡(luò)連通狀態(tài)和戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序關(guān)系，以圖形或者表格形式顯示分析結(jié)果。

2數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)多源數(shù)據(jù)分析方法設(shè)計(jì)

2.1數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)連通性機(jī)理分析

數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的各平臺(tái)節(jié)點(diǎn)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性，可以通過各平臺(tái)之間收發(fā)的精確定位與識(shí)別消息（PPLI）來判斷[12]。通過本平臺(tái)發(fā)送的數(shù)據(jù)鏈消息或利用其它平臺(tái)接收的數(shù)據(jù)鏈消息觀察本平臺(tái)工作情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)組合分析，得到數(shù)據(jù)鏈通信網(wǎng)絡(luò)連通情況。通過多個(gè)TDS數(shù)據(jù)進(jìn)行加載，對(duì)比不同時(shí)刻的消息內(nèi)容，得到戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序圖。結(jié)合時(shí)間、平臺(tái)、收發(fā)消息和消息類型四維變量關(guān)系，在四維變量中確定一個(gè)變量分析另外三個(gè)之間的變化關(guān)系，利用四維變量分析特定時(shí)刻，得到不同平臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通關(guān)系。（1）特定消息下（即固定消息類型）分析平臺(tái)間的連通性如圖3所示，圖中，以時(shí)間作為橫坐標(biāo)，平臺(tái)作為縱坐標(biāo)，T表示數(shù)據(jù)發(fā)送，R表示數(shù)據(jù)接收。圖中的行表示特定消息特定平臺(tái)在不同時(shí)刻收發(fā)消息的情況，其中T表示發(fā)送，R表示接收，如果在某個(gè)時(shí)刻沒有收發(fā)狀態(tài)，則表示此時(shí)刻通信沒有連通；圖中的列表示在某一個(gè)時(shí)刻所有平臺(tái)之間收發(fā)某個(gè)特定消息的情況，通過固定列能看到在特定消息特定時(shí)刻各個(gè)平臺(tái)之間的連通性情況、（2）利用四維變量方法分析特定時(shí)刻，不同平臺(tái)間通信網(wǎng)絡(luò)連通關(guān)系如表1所示，用來描述數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)在特定時(shí)刻下平臺(tái)之間通信網(wǎng)絡(luò)連通的效果。表中的行表示該平臺(tái)與所有平臺(tái)之間通信的連通性關(guān)系圖，m表示飛機(jī)與塔臺(tái)的總數(shù)量；每個(gè)平臺(tái)與本身不存在連通性關(guān)系，因?yàn)槠脚_(tái)不對(duì)自身進(jìn)行發(fā)送消息。假設(shè)iA平臺(tái)和jA平臺(tái)都是所有平臺(tái)中的任意一個(gè)平臺(tái)，i和j均表示正整數(shù)，并且i?j，則平臺(tái)之間的連通性不一定對(duì)稱，iA平臺(tái)與jA平臺(tái)之間連通性不一定相同，即iA平臺(tái)能收到j(luò)A平臺(tái)發(fā)送的消息，但是jA平臺(tái)不一定能夠收到iA平臺(tái)發(fā)送的消息。例如表中所示的A1平臺(tái)和A2平臺(tái)的連通關(guān)系，A1平臺(tái)發(fā)送到A2平臺(tái)接收則連通，A2平臺(tái)發(fā)送到A1平臺(tái)接收則斷開，兩個(gè)平臺(tái)間是單向可通。

2.2多源融合的數(shù)學(xué)原理分析

數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)集合映射示意圖如圖4所示。發(fā)送端報(bào)文經(jīng)過篩選后僅保留所有發(fā)往接收端的報(bào)文，記為集合12{,,}nS?sss，其中，n為S中報(bào)文個(gè)數(shù)。接收端報(bào)文經(jīng)過篩選后僅保留來源于該發(fā)送端的接收?qǐng)?bào)文，記為集合??12=r,r,rmR，m為R中報(bào)文個(gè)數(shù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募嫌洖門，12{,,}mT?ttt，n為T中傳輸報(bào)文的個(gè)數(shù)。若發(fā)送端報(bào)文(S）經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)（T）傳輸?shù)浇邮斩耍≧），記為T(S)?R，其中()iijts?r。為了方便描述，約定如下計(jì)算符號(hào)：（1）()iZt表示網(wǎng)絡(luò)it歸一化傳輸能力0()1iZt，其中()=0iZt表示報(bào)文丟失，()=1iZt表示報(bào)文完全正確。（2）Tm(p)為報(bào)文發(fā)送或接收時(shí)間，p為發(fā)送報(bào)文或者接收?qǐng)?bào)文。（3）W(p)為報(bào)文的重量，即所有為1的比特的個(gè)數(shù)。（4）B(p)為報(bào)文的比特?cái)?shù)。（5）運(yùn)算符⊕為模2加運(yùn)算，ijs?s為is和js模2加，如果is和js位長(zhǎng)不等時(shí)，長(zhǎng)度短的報(bào)文按長(zhǎng)度較長(zhǎng)的報(bào)文對(duì)應(yīng)位取反來補(bǔ)齊。（6）(,)ijDss為報(bào)文is和js的歸一化距離，為兩個(gè)報(bào)文對(duì)應(yīng)比特上不同的比特?cái)?shù)和兩個(gè)報(bào)文比特總數(shù)較大者的比值，即(,)()/()ijijijDss?Ws?sBs?s。對(duì)于映射集合T，應(yīng)滿足以下規(guī)則：（1）接收端的報(bào)文只能來源于一個(gè)發(fā)送端，需要對(duì)接收端報(bào)文按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和子網(wǎng)識(shí)別號(hào)進(jìn)行篩選，因而接收端每個(gè)接收到的報(bào)文應(yīng)能找到唯一的發(fā)送端報(bào)文與之匹配。即任意pr?R，有且僅有一個(gè)i，1in，滿足()iipts?r。（2）報(bào)文重發(fā)是由指控系統(tǒng)或用戶代理執(zhí)行的一次發(fā)送，接收端最多只能接收到一次，因而，每個(gè)發(fā)送端報(bào)文在接收端最多有一個(gè)報(bào)文與之匹配。即任意is?S，有且僅有一個(gè)p，1pm，滿足()iipts?r。（3）與發(fā)送端報(bào)文匹配的接收端報(bào)文順序不會(huì)逆轉(zhuǎn)。即若,,ijss?Si?j，且存在,ijtt?T，p和q，滿足()iipts?r，()jjqts?r，1pm，1qm，則p?q。（4）匹配的收發(fā)報(bào)文時(shí)間差不超過(maxeTd?T)，其中，maxTd為系統(tǒng)理論最大傳輸時(shí)延，應(yīng)考慮最大的無線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，無線電波傳播時(shí)間、相關(guān)設(shè)備處理時(shí)延、岸基有線網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸時(shí)延。Te為發(fā)送端和接收端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的時(shí)間誤差最大估計(jì)值，在考察的時(shí)間段內(nèi)，接收端和發(fā)送端的時(shí)間誤差可認(rèn)為保持不變。即若任意is?S，it?T，()iipts?r，則()()pimaxeTmr?TmsTd?T。（5）匹配的收發(fā)報(bào)文時(shí)間差應(yīng)不小于mineTd?T。其中minTd為系統(tǒng)理論最小傳輸時(shí)延，應(yīng)考慮最大的無線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，無線電波傳播時(shí)間、相關(guān)設(shè)備處理時(shí)延、岸基有線網(wǎng)絡(luò)的最小傳輸時(shí)延。如果任意is?S，it?T，()iipts?r，則任意emaxT?Td時(shí)間段內(nèi)，發(fā)送端任意兩個(gè)發(fā)送報(bào)文is，sis?（不妨設(shè)i?j）的歸一化距離(,)ijDss，其最小值記為minD。因在實(shí)際的系統(tǒng)中，指控系統(tǒng)發(fā)出的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)含有時(shí)間信息，并經(jīng)過了密碼機(jī)的數(shù)據(jù)置亂之后，minD可看作不為0。minD值通過對(duì)發(fā)送端報(bào)文逐個(gè)遍歷，計(jì)算該報(bào)文和后續(xù)emaxT?Td時(shí)間段內(nèi)所有報(bào)文的兩兩歸一化距離，選取最小值記為該報(bào)文的歸一化距離，完成遍歷后選取所有報(bào)文的歸一化距離的最小值，即為minD。在按時(shí)間確定接收?qǐng)?bào)文可能的范圍時(shí)，下限為上一次被匹配的報(bào)文序號(hào)，上限序號(hào)p滿足max()()piTmr?TmsTe?Td。并且滿足1max()()piTmrTmsTeTd。匹配的接收?qǐng)?bào)文和發(fā)送報(bào)文歸一化碼距按minD2,minD和minD?2分別三組估計(jì)映射集合iTè%@，最后根據(jù)各自標(biāo)量的目標(biāo)函數(shù)值確定最佳的映射集合估計(jì)。目標(biāo)函數(shù)值()iQT(的計(jì)算方法如下：3311()e()/(())(()/(())iijijjjQTTMaxeTdTMaxdT（3）

2.3多源融合分析方法的設(shè)計(jì)

多源融合數(shù)據(jù)組合分析主要判斷作戰(zhàn)平臺(tái)之間通信網(wǎng)絡(luò)連通性，從多個(gè)角度分析某一個(gè)平臺(tái)通信的連通性，分析戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序。以三架飛機(jī)平臺(tái)為例，采用基于特定消息的多源數(shù)據(jù)鏈組合分析方法，分析飛機(jī)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性，如圖5所示。分析方法如下：第一，通過分析A1平臺(tái)接收A2平臺(tái)發(fā)送的PPLI消息，可以分析出A2到A1之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性；第二，通過分析A2平臺(tái)接收A1平臺(tái)發(fā)送的PPLI消息，可以分析出A1到A2之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性。通過這種分析即可得出A1平臺(tái)和A2平臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性；第三，同樣方法，通過A1平臺(tái)與A3之間發(fā)送接收PPLI消息判斷A1與A3平臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通性；同理可以分析出A3平臺(tái)和A1平臺(tái)通信網(wǎng)絡(luò)連通性。（1）從連接的數(shù)據(jù)庫(kù)中采集本次飛行任務(wù)相關(guān)的飛機(jī)平臺(tái)和塔臺(tái)的TDS數(shù)據(jù)，對(duì)同一時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果飛機(jī)與飛機(jī)、飛機(jī)與塔臺(tái)之間的消息類型相同，則進(jìn)入第（2）步，否則，丟棄消息并結(jié)束。（2）根據(jù)飛機(jī)平臺(tái)的精確定位與識(shí)別消息（PPLI）的發(fā)送間隔為3秒，設(shè)置組合分析的時(shí)間窗口為PPLI的倍數(shù)，可選3秒、6秒或9秒等，來對(duì)比不同時(shí)間窗口內(nèi)的消息內(nèi)容。如果平臺(tái)間數(shù)據(jù)的時(shí)間差小于等于設(shè)置的時(shí)間窗，則進(jìn)入第（3）步，否則，丟棄消息并結(jié)束。根據(jù)時(shí)間窗設(shè)置判斷數(shù)據(jù)鏈的通信網(wǎng)絡(luò)連通性，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)鏈平臺(tái)發(fā)送消息后，消息經(jīng)過無線信道傳輸?shù)搅硪粋€(gè)平臺(tái)，在傳輸過程中會(huì)有一個(gè)時(shí)延。戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序示意圖如圖6所示。圖中斜線表示發(fā)送平臺(tái)發(fā)送消息，經(jīng)過一段時(shí)間延遲，到達(dá)接收平臺(tái)，如果這個(gè)延遲時(shí)間小于設(shè)置的時(shí)間窗的值，則認(rèn)為兩個(gè)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)是可通的，進(jìn)入第（3）步，否則認(rèn)為兩個(gè)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)是斷的，不能進(jìn)行正常通信，丟棄消息并結(jié)束。（3）根據(jù)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的格式化消息類型，并根據(jù)用戶指令設(shè)置需過濾的消息類型，對(duì)該類型消息進(jìn)行過濾，如果存在符合條件的消息，則進(jìn)入第（4）步，否則，顯示連通性報(bào)告，并結(jié)束。（4）根據(jù)需要顯示的消息類型，結(jié)合接收和發(fā)送的時(shí)間順序，在態(tài)勢(shì)圖使用線條和顏色等方式顯示相應(yīng)消息類型的時(shí)序分析圖。

3數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估驗(yàn)證

3.1網(wǎng)絡(luò)效能評(píng)估試驗(yàn)

針對(duì)A平臺(tái)與B平臺(tái)之間數(shù)據(jù)鏈的傳輸性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，采集兩者的數(shù)據(jù)，并且記錄通信過程中的業(yè)務(wù)，經(jīng)過處理之后記錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)并編制計(jì)算機(jī)程序，根據(jù)基于集合映射的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估方法進(jìn)行處理，輸出EXCEL格式文件，即可得到所需的各項(xiàng)性能指標(biāo)。每條報(bào)文的接收情況按表格的格式進(jìn)行輸出，輸出的樣本數(shù)據(jù)如表2所示。本次試驗(yàn)的報(bào)文統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合態(tài)勢(shì)目標(biāo)和自由文電等業(yè)務(wù)的綜合測(cè)試，分析數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能評(píng)估結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了集合映射的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估方法的正確性，滿足了實(shí)際應(yīng)用的要求。

3.2戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序分析

通過多源融合數(shù)據(jù)組合分析計(jì)算出戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序，平臺(tái)包括A1、A2、A3、A4、A5…Am，包括5個(gè)以上平臺(tái)的結(jié)果，多源融合數(shù)據(jù)組合分析后的戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序圖如圖7所示。圖中縱向的虛線以及方塊表示某一平臺(tái)的消息時(shí)序，橫向表示某一時(shí)刻不同平臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)連通關(guān)系。A1平臺(tái)中虛線方框表示發(fā)消息：S0.1表示A1平臺(tái)發(fā)送S0.1PPLI消息，A2平臺(tái)實(shí)線方框表示接收到消息：S0.1表示平臺(tái)A2收到S0.1PPLI消息，其余A3、A4、A5…Am收到S0.1PPLI消息。

4結(jié)論

基于多源融合數(shù)據(jù)分析方法，可評(píng)估數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)通信連通性，分析戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序關(guān)系，得到塔臺(tái)與飛機(jī)、飛機(jī)與飛機(jī)之間數(shù)據(jù)鏈通信網(wǎng)絡(luò)連通性和戰(zhàn)術(shù)消息時(shí)序圖中的時(shí)序關(guān)系。解決體系環(huán)境下數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試評(píng)估困難的問題，驗(yàn)證了基于特定消息的多源組合分析方法的可行性和有效性。下一步繼續(xù)針對(duì)算法的運(yùn)算速度進(jìn)行優(yōu)化。

作者:劉宏波 肖思帥 盧洽然 孟進(jìn) 單位:海軍工程大學(xué)  艦船綜合電力技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室