戰(zhàn)術(shù)目標瞄準網(wǎng)絡(luò)技術(shù)接入研究范文

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隨著高技術(shù)戰(zhàn)爭作戰(zhàn)模式的推廣，戰(zhàn)場電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜，戰(zhàn)場態(tài)勢也隨之會發(fā)生驟變，對于TTNT數(shù)據(jù)鏈而言，采用Link16數(shù)據(jù)鏈的競爭接入模式并不能滿足美軍的作戰(zhàn)需求[1]。因此TTNT借鑒了載波監(jiān)偵聽多路訪問（CSMA）協(xié)議的運行模式，在此基礎(chǔ)上進行了改進，形成了一種新的協(xié)議，即基于統(tǒng)計優(yōu)先級的多路訪問（SPMA）接入方式。

1技術(shù)機理

SPMA通過對各個信道的數(shù)據(jù)流量進行基于優(yōu)先級的動態(tài)調(diào)控，使得所有消息數(shù)據(jù)可以進行快速高效地傳輸[4]，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。在SPMA模塊中，內(nèi)部進行了8個優(yōu)先級的劃分，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的優(yōu)先等級，自動選擇不同的線路進行傳輸，使得高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可以在第一時間進行傳輸與發(fā)送，從而為美軍作戰(zhàn)指揮提供了快速的可靠性保證。SPMA的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程如圖2所示。假設(shè)某時刻信道處于初始空閑狀態(tài)，此時有分組進入到隊列之中，系統(tǒng)會立即檢查隊列中所有具有最高優(yōu)先級的分組是否超時：如果已經(jīng)處于超時狀態(tài)，系統(tǒng)會自動將分組從隊列中移除，之后進行二次檢查以判斷隊列中是否還有待發(fā)送的分組存在，如果分組還存在，那么就對其進行判斷，如果沒有分組則回到初始空閑狀態(tài)；如果此時未超時，系統(tǒng)會立刻檢查信道的占用情況，如果信道占用超過了對應(yīng)優(yōu)先級的門檻，那么分組就會進入退避等待狀態(tài)，直到退避結(jié)束或是具有更高優(yōu)先級的分組進入隊列之中。如果此時信道允許發(fā)送分組，那么系統(tǒng)就會自動從隊列中移除分組，同時將分組以最高優(yōu)先級的狀態(tài)進行傳輸。在傳輸結(jié)束之后，再次進行隊列檢查以判斷是否還有待發(fā)送的分組存在，如果分組還存在，那么就對其進行判斷，如果沒有分組則回到初始空閑狀態(tài)。

2核心參數(shù)

從參數(shù)的用途來說，SPMA模塊的核心參數(shù)可以分為兩大類：門限參數(shù)與速率參數(shù)。門限參數(shù)是指對各個優(yōu)先級門限的選擇以及當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的負載狀況有影響的參數(shù)；速率參數(shù)是指根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的占用情況來確定的影響傳輸速率的參數(shù)。參數(shù)說明具體如表1所示。

3退避機制

若進入隊列的分組消息因信道占用無法進行消息傳輸，此時消息就會自動進入退避流程。SPMA的退避是在計算網(wǎng)絡(luò)負載參數(shù)NETPPS的基礎(chǔ)上，通過各參量之間的關(guān)系確定退避率SBR后，自動設(shè)定退避時間，完成退避?？梢岳梅植际骄W(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)（DNA，DistributedNetworkAwareness）對NETPPS進行計算，各個作戰(zhàn)成員之間通過廣播DNA報文來交換網(wǎng)絡(luò)的負載情況。DNA報文格式如表2所示。確定SBR的過程中，需要根據(jù)退避前消息目的平臺與發(fā)送平臺之間的距離對應(yīng)的傳輸速率Data_Rate，找出相應(yīng)的數(shù)據(jù)率因子×Data_Rate_Factor，最終計算得到SBR參數(shù)[5]。距離、傳輸速率、數(shù)據(jù)率因子的對應(yīng)關(guān)系如表3所示。

4協(xié)議仿真

4.1數(shù)據(jù)傳輸與優(yōu)先級N的關(guān)系從TTNT的16個頻率點中選出8個頻率點作為信息載頻，并記為fi（i=1，2，3，4，5，6，7，8），定義fi與優(yōu)先級Ni（i=1，2，3，4，5，6，7，8）之間的映射關(guān)系為：載頻fi是的信息對應(yīng)的優(yōu)先級數(shù)為Ni=i（定義N8=8是最高優(yōu)先級別）。在其他參數(shù)均確定的情況下，對8個不同優(yōu)先等級的數(shù)據(jù)進行傳輸，得到的仿真結(jié)果如圖4、5所示。圖4中假設(shè)此時8個信道全部可以用來進行信息的傳輸，信道號越大表示傳輸優(yōu)先級越高（即傳輸速率越快），最終載頻為f8的信息（優(yōu)先級N=8）在信道中所用的發(fā)送時間最少，而優(yōu)先級最低的載頻為f1的信息所用的發(fā)送時間最長。這一結(jié)果很好地驗證了SPMA協(xié)議的可行性，與預(yù)期結(jié)果相符合。

圖5的假設(shè)前提是此時只有一個通信信道，最終載頻為f8的信息（優(yōu)先級N=8）最先被信道傳送出去，而優(yōu)先級最低的載頻為f1的信息最后被發(fā)送。這一結(jié)果也表明，SPMA協(xié)議對同時進入該信道的由8個不同優(yōu)先級組成的混合信息進行了優(yōu)先級劃分，并按照信息的優(yōu)先順序?qū)旌闲畔⑦M行了傳輸，突出了“有用信息優(yōu)先傳輸”這一原則，達到了預(yù)期的效果。

4.2退避率SBR與優(yōu)先級N的關(guān)系假設(shè)在最大網(wǎng)絡(luò)傳輸率MNTR、最大門限比例MTP、優(yōu)先級比例間隔PPI、最大用戶傳輸速率MTTR、優(yōu)先級最小傳輸脈沖數(shù)MPTPC、數(shù)據(jù)率因子等參數(shù)確定的情況下，對不同優(yōu)先級N下的SBR進行了仿真，結(jié)果如圖6~8所示。從圖6、圖7中可以看出，隨著NETPPS的增加，SBR的走勢呈現(xiàn)階梯狀：在NETPPS超過門限Threshold之前，增加緩慢，趨近于零；超過門限值以后，急劇增大；在優(yōu)先級傳輸速率PTR降到MPTPC后，就以MPTPC進行傳輸，收斂于200ms左右。此外，當(dāng)優(yōu)先級N越小時，SBR在NETPPS較小時就會出現(xiàn)急劇增大的情況。從圖8中可以看出，在NETPPS參量固定的情況下，SBR會隨著優(yōu)先級N的減小而呈現(xiàn)上升趨勢，說明本退避機制有效地對不同等級的數(shù)據(jù)分組進行了不同SBR的處理，優(yōu)先級越低的分組SBR越長。仿真結(jié)果與預(yù)期相符合。

5結(jié)束語

從上述分析可以看出，TTNT數(shù)據(jù)鏈使用了與Link16數(shù)據(jù)鏈不同的接入模式，可以更好地對高優(yōu)先級數(shù)據(jù)進行優(yōu)先發(fā)送，保證了消息的快速傳輸，從而很好地彌補了Link16數(shù)據(jù)鏈的不足[6]。但是，對TTNT數(shù)據(jù)鏈其他層的構(gòu)建也非常重要，還需要繼續(xù)深入的研究。通過對TTNT數(shù)據(jù)鏈認識的不斷深入，可以更好地推動部隊的技術(shù)變革與我軍戰(zhàn)場數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展建設(shè)，為打贏信息化戰(zhàn)爭做好更充足的準備。

作者：徐達峰 楊建波 劉鵬 單位：空軍航空大學(xué)