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摘 要：舰艇编队在执行训练或作战任务时，需通过数据通信设备传输大量战术信息。为了对舰艇数据通信设备的信息传输能力进行评估，需要对每个舰艇平台数据通信设备进行信息采集，完成信源、信宿的信息匹配，再进行信息比对，从而统计相关评估指标。本文介绍了试验信息处理中的主要数据处理方法。
关键词：数据通信；信息过滤；信息匹配
中图分类号：TN97 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）13-0007-02
Research on Information Processing Technology about Shipborne
Data Communication Equipment Performance Testing
LIU Guanghui
（Unit 91404 of PLA，Qinhuangdao Hebei 066001）
Abstract： When carrying out training or combat missions， warships need to transmit a large amount of tactical information through data communication equipment. For evaluating the information transmission capability， it is necessary to collect the information of each ship platform data communication equipment， complete the information matching， and then carry out information comparison， so as to statistics the relevant evaluation indicators. In this paper， the main data processing methods in experimental information processing were introduced.
Keywords： data communication；information filtering；information matching
1 研究背景
舰艇编队指水面舰艇执行任务组成的编队，编队的指挥网以数据通信设备为主体，构成网格形状的快速数据通信网，形成群发、猝发的通信态势。相对于单舰测试环境，编队数据通信网信息要复杂很多，其主要有以下几方面特点。①多链综合集成。现代作战舰艇一般由多条不同制式的数据链相互配合使用，信息资源经过数据融合形成统一的作战态势，如美军舰艇上一般配备有Link-4A、Link-11和Link-16等。②路由选择复杂。远距离通信需要采用中继方式，通信路由的选择及信息处理采用特殊的数学方法。③信息格式多样。信息内容包含了组网、控制、情报和命令等多种格式化信息，并且信息流呈现猝发、突发等非稳态形式。④加密手段多样[1]。主要有信源加密方式和信道加密方式，或是二者的组合。综合上述特点，完成编队环境下的信息处理，要经过数据采集、信息过滤、信息匹配和数理统计等几个环节，各个环节首尾相接，缺一不可，各环节采用方法的正确性对信息处理结果产生直接影响。本文主要对编队数据通信网信息处理方法进行介绍与研究。
2 信息处理技术
2.1 数据采集技术
数据录取终端通过网口接入舰载指挥控制网，同时需要接入时统设备。一般录取终端分为专用录取设备和通用录取设备两种。
2.1.1 专用录取设备。集成有模拟指挥控制台，可在系统内设置分配地址、兼容舰艇指挥控制网络协议并加入其网络，能录取到达网口的所有信息。该方法的优点是后续信息处理简单，无效信息冗余少；缺点是在不同型号舰艇上使用应用程序需进行适应性改造，通用性较差。
2.1.2 通用录取设备。采用商用网络抓包软件（如EtherPeek），在通信交换机上抓录所有流动报文[2]。该方法的优点是通用性好，研制容易；缺点是无效信息冗余大，时间精度差，后续信息处理困难。
2.2 信息过滤技术
信息过滤指对网络录取的“海量”杂乱无章的数据以索引字段进行分类转存，形成标准格式文件，以满足信息处理的各种不同需求。一般用来过滤的主要字段有平台编号、信道编号、时间段和加密方式等。
2.3 信息匹配技术
信息匹配指对通信双方发送与接收的信息进行逐条数据比对，以满足误码率、丢包率等数理统计的需求。信息匹配是数据通信信息处理中的关键技术，匹配方法正确与否对处理结果和处理效率会产生直接影响。
2.3.1 设定时间窗[ΔT]。信息传输过程中，无论是在无线信道、有线信道，还是各种网络设备，必定会产生时延，TCP/IP网络协议也会带来时延的不确定性，造成所谓先发不一定先至，即在实际中发送与接收信息排列顺序并不一定完全一致。这就产生一个问题，如何针对已知发送的一条信息，查询到对应的一条接收信息？首先想到的方法是从头到尾遍历查询。这种方法适用于小信息量，但对于大信息量显然并不适用，用时过长。本文介绍的是采取查询时间窗的方法，其原理是：[T0]时刻信息发出，在录取文件中从[T0]时刻查询到[T0+ΔT]时刻，匹配到一条即停止，否则判为数据丢包。时间窗[ΔT]的确定原则如下：指定信息类型有实时性要求时，按战术使用要求确定；指定信息类型无实时性要求时，按初步统计结果确定[3]。
2.3.2 匹配准则。信息匹配一般采用精确匹配和模糊匹配两种方法。精确匹配是只对关键字段进行匹配，关键字段信息传输错误，认为是丢包。模糊匹配是设定一个相似度[ρ]，两条信息按位对应，正确率大于[ρ]认为是同一条信息。本文介绍的是精确匹配方法。匹配的关键字段主要是发送平台编号和数据包时戳。匹配过程为：设定bool型变量B1和B2；若接收数据包中发送平台编号与发送数据包中发送平台编号一致，则令B1=TRUE；若接收时戳-发送时戳≤[ΔT]，则令B2=TRUE；若B1&B2=TRUE，则信息匹配成功，否则判为发送数据包丢失。
2.4 数理统计方法
一般来说，衡量数据通信传输能力，可以从信息传输的准确性、及时性和安全性三方面来考虑。安全性涉及通信系统配属的保密设备情况，本文不作考虑。从准确性和及时性来看，可以通过数据传输的丢包率、误码率和传输时延来进行评判。现在给出相关指标的具体定义。
2.4.1 丢包率[ρlose]。丟包率指接收到信息数量占发送信息数量的比例，其衡量了信息送达的概率。
2.4.2 误码率[ρlose]。误码率指接收信息中错误比特数占接收信息总数的比例，其衡量了接收信息的正确率。信息总长度L指在某一时间段内，共匹配了N条信息的总长度（单位为bit）。在上述同一时间段内，共发送了平台状态、情报、控制等K种格式信息，每种格式信息统计的误码数之和为总误码数，总误码数与信息总长度的比值称为误码率。
2.4.3 传输时延。对于已匹配上的N条信息，由于录取时采用统一的时间标准，因此，可以计算出信息发、收的时间差[ΔTi]。传输时延从统计上又可分为最大时延和平均时延，这两个指标对衡量通信的时效性均有重要意义。最大时延和平均时延的公式分别为：
[ΔTmax=MAXΔTi] （1）
[ΔT=1NΔTi] （2）
3 结语
本文介绍了在编队战术数据链性能测试中的信息采集、比对和处理等主要信息处理技术，其是作战性能评估、战术使用原则制定的基础性工作。通过实际应用验证，该处理方法科学实用，有效解决了实战中“海量”信息的分析处理难题，为装备性能应用特性测试提供了一条有效的信息处理方法。
参考文献：
[1]邵国培.电子对抗作战效能分析[M].北京：解放军出版社，1998.
[2]段绍展，刘亭.战术数据链效能评估方法研究[J].战术通信研究，2007（2）：12-13.
[3]高辅刚，史红权.舰载作战系统信息传输体系[J].火力指挥控制，2007（10）：121-124.