李紅領(lǐng) 陳穎穎 張?jiān)?/p>

摘 要：以往針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的干擾更側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)中單鏈路和單網(wǎng)的效果，對(duì)于整個(gè)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)干擾效果評(píng)估的研究較少。本文在分析戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)組成與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于整網(wǎng)效果的戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)干擾效果評(píng)估方法，最后通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)干擾效果的評(píng)估。

關(guān)鍵詞：戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)；干擾效果；指標(biāo)體系；評(píng)估算法

中圖分類號(hào)：TN972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）08-0073-03

Abstract：The previous interference in the Tactical Internet is more focused on the effect of single chain and single network in the network，and there are few studies on the effectiveness of the whole Tactical Internet interference. Based on the analysis of the composition and characteristics of the Tactical Internet，this paper puts forward a method of evaluating the effect of the Tactical Internet interference based on the whole net effect. Finally，the effect of the Tactical Internet interference is evaluated by the software.

Keywords：Tactical Internet；jamming effect；index system；evaluation algorithm

0 引 言

作為旅以下的主要通信手段，戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)旅及以下部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練中的使用越來(lái)越廣泛。信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中，針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的干擾和攻擊將對(duì)合成旅造成極大的影響，有時(shí)甚至可以達(dá)成火力所無(wú)法達(dá)到的效果。以往的電子戰(zhàn)中，更側(cè)重于在信號(hào)層、鏈路層考核對(duì)敵方的通信干擾效果，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)干擾效果的評(píng)估方法的研究不多。但隨著信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)既對(duì)敵通信鏈路終端造成影響，又可癱瘓敵方的整網(wǎng)效能，是未來(lái)信息作戰(zhàn)研究的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文提出一種針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中整網(wǎng)效果的干擾評(píng)估方法，以期為今后電子對(duì)抗力量運(yùn)用提供有益的參考。

當(dāng)前針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)干擾效果的研究文獻(xiàn)及資料有很多，得到了較為深入的研究成果[1-5]。文獻(xiàn)[4]中針對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，在分析美軍SINCGARS電臺(tái)之間的協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，著重對(duì)其干擾效果進(jìn)行了評(píng)估。這些文獻(xiàn)盡管給出較為有價(jià)值的參考，但是依然沒(méi)有對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效的整網(wǎng)干擾效果評(píng)估。

1 戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

最新版軍語(yǔ)中給出了戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的定義，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議（IP協(xié)議），將戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)網(wǎng)、野戰(zhàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等各類通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和信息終端設(shè)備連為一體的機(jī)動(dòng)戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)[6]。簡(jiǎn)單地講，戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)由戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)和野戰(zhàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)組成，其中戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)包括短波、超短波以及高速數(shù)據(jù)電臺(tái)[7，8]。美軍戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)如圖1所示。

由上述戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的定義及美軍戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的組成可以看出，戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)與野戰(zhàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（美軍稱之為野戰(zhàn)地域通信網(wǎng)）屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)、協(xié)議，還是組織運(yùn)用形式都存在很大的區(qū)別，如戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)主要以Ad hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主，組織運(yùn)用戰(zhàn)術(shù)子網(wǎng)的隨遇接入；野戰(zhàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)則是以ATM交換機(jī)為主的骨干網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)整網(wǎng)的干擾效果評(píng)估方法如果單純地考慮針對(duì)其中一種的干擾效果會(huì)有失偏頗，必須綜合考慮對(duì)單網(wǎng)及整網(wǎng)的整體干擾效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 鏈路與整網(wǎng)融合式的干擾評(píng)估方法

對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的干擾評(píng)估既要建立對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)子網(wǎng)鏈路的評(píng)估，更要對(duì)整網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估。下面主要從指標(biāo)體系和評(píng)估方法等方面分析鏈路與整網(wǎng)融合式的干擾效果評(píng)估方法。

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1.1 鏈路干擾指標(biāo)體系

從應(yīng)用層次上劃分，無(wú)論是戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)中超短波電臺(tái)子網(wǎng)、短波電臺(tái)子網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)電臺(tái)子網(wǎng)還是野戰(zhàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中的干擾效果都可以從干擾后的傳輸速度、傳輸可靠性以及傳輸準(zhǔn)確度降低程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此從這些指標(biāo)可以得出評(píng)估鏈路干擾效果，如表1所示。

（1）IP包傳輸時(shí)延（IPTD）。在網(wǎng)絡(luò)中受到干擾后，發(fā)送成功的所有數(shù)據(jù)分組的端到端傳輸時(shí)延在整個(gè)仿真過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)值。對(duì)于任意一個(gè)數(shù)據(jù)分組報(bào)文來(lái)說(shuō)，其在源節(jié)點(diǎn)被發(fā)送出去的時(shí)刻與該數(shù)據(jù)包在目的節(jié)點(diǎn)被成功接收的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔就是這次數(shù)據(jù)傳輸具體的端到端時(shí)延，包括路由建立時(shí)間、分組轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間和分組隊(duì)列等待時(shí)間，單位為秒。端到端平均時(shí)延越小，說(shuō)明受到的干擾越低，發(fā)送數(shù)據(jù)分組的性能越好；（2）IP包時(shí)延抖動(dòng)（IPDV）。定義為同一數(shù)據(jù)流中，兩個(gè)包的單向延遲之差。在數(shù)據(jù)包傳送應(yīng)用中，根據(jù)IP包時(shí)延變化情況可以衡量網(wǎng)絡(luò)在受到攻擊后，重傳機(jī)制的優(yōu)劣，與鏈路帶寬、鏈路使用率相關(guān)，是評(píng)價(jià)鏈路抗干擾性能的重要指標(biāo)；（3）IP包誤差率（IPER）。IP包誤差率是錯(cuò)誤IP包傳送結(jié)果與成功IP包傳送結(jié)果加錯(cuò)誤IP包傳送之和的比值；（4）IP包丟失率（IPLR）。IP包丟失率是丟失的IP包傳送結(jié)果與所有IP包的比值，與分組投遞率為互補(bǔ)關(guān)系。分組投遞率的值越大，說(shuō)明在傳輸過(guò)程中被丟棄掉的數(shù)據(jù)分組的數(shù)量越少，受到的干擾越低。該參數(shù)統(tǒng)計(jì)的分組是指用戶數(shù)據(jù)分組，并不包括路由控制消息分組。

IP包誤差率、IP包丟失率直接反映了戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)受到干擾后的鏈路狀態(tài)。

2.1.2 整網(wǎng)指標(biāo)體系

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)受到干擾或攻擊后，更多地采用反映網(wǎng)絡(luò)失效的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如業(yè)務(wù)穩(wěn)健性反映網(wǎng)絡(luò)性能的通用特性，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)健性反映網(wǎng)絡(luò)的專用特性或者結(jié)構(gòu)特性，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目煽啃?、連通性、抗毀性、脆弱性和魯棒性等諸多評(píng)價(jià)因素，這些底層因素相互制約影響，很難進(jìn)行有效區(qū)分，因此從受干擾后的網(wǎng)絡(luò)情況來(lái)看，基本可以歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)故障率和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠謴?fù)效率。網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)效率反映鏈路接入機(jī)制合理性，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)效率與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間相關(guān)，形成指標(biāo)體系，如圖2所示。

每一個(gè)指標(biāo)體系計(jì)算及說(shuō)明如表2所示。

2.2 評(píng)估算法

在對(duì)鏈路進(jìn)行干擾效果評(píng)估時(shí)，需要針對(duì)上述鏈路指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，指標(biāo)的測(cè)試方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，如受擾后傳輸時(shí)延測(cè)試中，發(fā)送端及接受端同步的情況下，發(fā)送端發(fā)送打上時(shí)間標(biāo)示和組數(shù)的IP包100組，接收端記錄所收到對(duì)應(yīng)IP包組到達(dá)的時(shí)間標(biāo)示，通過(guò)兩個(gè)時(shí)間標(biāo)示之差計(jì)算受到干擾后的單向時(shí)延。其他測(cè)試方法這里不再贅述。在獲得指標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，還需確定每一個(gè)節(jié)點(diǎn)和鏈路的重要程度，利用節(jié)點(diǎn)收縮法可以確定節(jié)點(diǎn)及鏈路的權(quán)值。

目前存在的網(wǎng)絡(luò)評(píng)估算法比較多，一般情況下，按照上述指標(biāo)體系的劃分方法，可以采用層次分析法（AHP）進(jìn)行計(jì)算。層次分析法比較成熟，需要指出的是，在利用該方法進(jìn)行整網(wǎng)效能評(píng)估時(shí)，某個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)盡管其權(quán)重并不是很高，但當(dāng)該指標(biāo)取值趨于該指標(biāo)的極限時(shí)，可能導(dǎo)致整網(wǎng)性能驟降。如戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)中存在的信令臺(tái)，如果其受到攻擊或失效，則通話雙方成功率趨近于0，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓狀態(tài)。因此，在實(shí)際運(yùn)用中，針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)整網(wǎng)性能評(píng)估必須要充分考慮指標(biāo)取值極限，無(wú)論何種評(píng)估算法都不能單純地依據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行，還必須依據(jù)實(shí)際裝備體系和組織運(yùn)用方式進(jìn)行綜合考慮。

2.3 軟件實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)干擾效果評(píng)估系統(tǒng)接收到各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)后，在網(wǎng)絡(luò)評(píng)估界面中可對(duì)鏈路或整網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估，整網(wǎng)評(píng)估界面如圖3所示。

3 結(jié) 論

上述給出了一種基于鏈路和整網(wǎng)的戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)干擾效果評(píng)估方法，這為戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)受到攻擊后的評(píng)估提供了較為有效的評(píng)價(jià)方法。當(dāng)然，針對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的干擾效果評(píng)估方法還有很多工作要做，主要包括：干擾效果指標(biāo)體系的完善，如整網(wǎng)干擾效果評(píng)估中是否已經(jīng)包含了反映整網(wǎng)性能的所有指標(biāo)；整網(wǎng)干擾性能評(píng)估算法優(yōu)化等。所有這些工作都需要后續(xù)進(jìn)一步進(jìn)行深入研究。

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作者簡(jiǎn)介：李紅領(lǐng)（1978-），男，漢族，河南新鄉(xiāng)人，講師，碩士研究生。研究方向：軍事通信。