基于指控系統的數據鏈戰術能力測試研究＊

馮衛永 張洪水 陳永華

（91404部隊 秦皇島 066001）

1 引言

在網絡中心戰思想大行其道的今天，數據鏈作為基于信息系統的體系作戰能力的力量倍增器［1］，備受各國軍隊重視。海軍作為一個兵種平臺多、協同要求高的兵種，數據鏈裝備普及應用的意義更加深遠。因此，在已定型數據鏈設備加裝到艦船等戰斗平臺后如何正確評估數據鏈的綜合性能顯得越發重要。本文在分析現行數據鏈測試方法及指標體系不足的基礎上，對基于指控系統的數據鏈戰術數據傳輸能力測試理論進行深入探索，改進測試方法，建立新指標體系，以更客觀、科學、有效地評估數據鏈戰術數據傳輸能力，推進海軍數據鏈裝備的建設與發展。

2 現行測試方法及其不足

已定型數據鏈設備加裝到海軍作戰艦船上后，在評估其作戰系統數據鏈綜合性能時，目前通常做法是將數據鏈設備與艦船作戰系統斷開，主要進行數據鏈設備的鏈路質量如信道誤碼率、丟包率等性能指標的測試［2］。

這種傳統測試方法及評價指標沿用數據鏈設備定型測試等過程的體系標準，比較全面、細致。但對于已定型數據鏈設備加裝到艦船作戰平臺進行作戰系統數據鏈綜合性能評估時，再把測試評價的落腳點放在“數據鏈設備”上而非“數據鏈”上，則就沒有更好地抓住數據鏈設備與指控系統及傳感器系統形成完整邏輯關系的數據鏈路即“數據鏈”保障作戰系統作戰使用這一重要特點，其測試方法及指標自然就顯得過于技術性，依然對數據鏈設備進行“孤島”測試，導致數據鏈戰術數據傳輸能力的評價有失偏頗，使評價結果缺乏實際作戰使用價值。

3 數據鏈戰術數據傳輸能力的評價指標體系

數據鏈作為艦船作戰系統對外數據通信的主要手段，如何客觀、科學、有效地評估數據鏈戰術數據傳輸能力尤為重要。其綜合性能評價指標體系的建立必須結合艦船作戰系統的作戰使命及功能，以實際作戰使用需求為準線，將數據鏈設備與數據鏈通信的數據終端設備即指控系統以及密碼保密系統等構成完整的數據鏈路進行綜合評價，從傳輸信息類型、及時性、可靠性及抗干擾能力幾方面構建評價指標體系，使數據鏈戰術數據傳輸能力的測試與評估更趨合理。

3.1 傳輸信息類型

數據鏈典型組網應用條件下，所能傳輸的信息種類，如話（保密話、明話）、報、數據（情報和指揮信息數據、傳真）、圖像等。

該指標主要考查數據鏈設備與艦船作戰系統交聯后，能否滿足艦船不同作戰應用場景所需傳輸交換的信息種類要求，屬功能性檢查指標。

3.2 傳輸時延

在一定組網規模條件下，組網雙方指控系統通過數據鏈設備正常收發戰術數據，則同一幀戰術數據信宿的接收時刻與信源的發送時刻的時間差定義為傳輸時延。

艦船指控系統通過數據鏈設備傳輸的戰術數據應分為兩類：一類是為保證戰術數據的實時性而不帶重發機制的數據，此類戰術數據的發送時刻與接收時刻以各自數據幀時戳為準；另一類是為保證戰術數據的可靠性而帶檢錯重發機制的數據，此類戰術數據的發送時刻以首次發送的數據幀時戳為準，而接收時刻以最終正確接收的數據幀時戳為準。

該指標主要衡量數據鏈戰術數據傳輸的及時性，尤其在當今瞬息萬變快節奏信息作戰背景下，信息傳輸的是否迅速及時，對打擊時間敏感性目標甚至決定戰爭的勝負都至關重要。

3.3 刷新率

在一定組網規模條件下，組網雙方指控系統通過數據鏈設備正常收發戰術數據，信宿接收外平臺空海情等戰術數據的更新頻率即數據鏈戰術數據的刷新間隔稱為刷新率。

該指標主要考核通過數據鏈接收的外平臺空海情等戰術數據的數據量／速率能否滿足作戰系統有關分系統或武器設備等融合、解算、定位跟蹤等使用需求。

3.4 通信可靠度［3］

通信可靠度指數據鏈設備在規定條件和規定（測試）時間內，達到規定通信質量要求的概率。或者說，數據鏈設備在規定條件和規定（測試）時間內，達到規定通信質量要求的時間百分數。即

該指標主要考核數據鏈傳輸戰術數據的正確性，即衡量通過數據鏈傳輸的戰術數據正確率有多高，是否可靠，能否連續穩定地滿足艦船作戰使用。

3.5 抗干擾能力

由數據鏈設備正常工作（不斷鏈）所能承受的最大干擾功率和不同干擾強度下的傳輸時延、傳輸可靠度P等指標綜合衡量。

該指標主要考查在不采取抗干擾戰術手段情況下數據鏈設備保障艦船正常作戰使用時能承受的最大干擾功率以及不同干擾強度對數據鏈戰術數據傳輸能力的影響有多大。

4 數據鏈戰術數據傳輸能力的測試方法

4.1 試驗數據采集方法

隨著網絡技術的飛速發展，目前多數國家海軍艦船作戰系統一般都采用三層交換虛擬網技術，網絡核心層交換機一般都配置有鏡像口（俗稱匯聚口），在該端口上能監聽到交換機上所有端口的數據［4］。因此，在測試基于指控系統的數據鏈戰術數據傳輸能力時，為實現在指控系統通過數據鏈正常收發戰術數據過程中在線實時錄取測試數據，可在交換機鏡像口外接數據采集設備（內置GPS時統），同時將其網卡設置為混雜模式［5］，按作戰系統網絡相關應用層協議開發數據采集軟件，實現在線實時監視、過濾、保存（加GPS時統時戳）指控系統通過數據鏈收發的各種戰術數據，備后期測試數據處理、分析。

對于未采用三層交換虛擬網技術且網絡核心層交換機未配置鏡像口的作戰系統網絡，數據采集設備可任意接入交換機任一閑置端口，加入交換機局域網亦可實現在指控系統通過數據鏈正常收發戰術數據過程中在線實時監視、過濾、保存（加GPS時統時戳）各種測試戰術數據。

4.2 傳輸信息類型測試方法

兩節點數據鏈組網應用條件下，如編隊協同作戰、情報支援、目標指示等，測試數據鏈所能傳輸的信息業務種類，典型應包括話（保密話、明話）、報、數據（情報和指揮信息數據、傳真）、圖像等。

圖1 數據鏈傳輸可靠度與方位角關系評估結果示意圖

4.3 傳輸時延、刷新周期及傳輸可靠度測試方法

兩節點數據鏈典型通信參數工作，建鏈組網。配試節點位置固定，測試艦以典型通信距離為半徑繞配試節點做勻速圓周機動。首先測試艦指控系統在規定時間內（時間標準的確定應以滿足測試數據處理的樣本量要求）通過數據鏈向配試節點持續發送戰術數據，發送前進行數據鏈信道誤碼率測試（作為測試的環境條件）；完畢后再改為配試節點指控系統在規定時間內通過數據鏈向測試艦持續發送戰術數據，發送前也進行鏈路質量測試。期間數據采集設備接入各節點作戰系統網絡在線實時錄取測試數據，測試艦加裝GPS并實時錄取艦位信息，事后分別統計處理數據鏈在發送、接收兩種情況下的傳輸時延、刷新周期及傳輸可靠度結果，并繪制如圖1所示的可靠度與方位角關系圖，用于判斷艦船平臺對數據鏈通信天線方位上的影響并指導作戰使用［6］。

4.4 抗干擾能力測試方法

兩節點數據鏈以最高信息傳輸速率，其它通信參數典型值工作，建鏈組網。首先在無干擾環境下測試數據鏈信道誤碼率（作為測試的環境條件），然后配試節點指控系統開始向測試艦持續發送戰術數據，在干擾距離與通信距離保持不變（即干通比恒定）的條件下，數據鏈干擾設備（干擾功率連續可調）采用最佳干擾樣式對測試艦當前數據鏈通信實施干擾，期間視數據鏈斷鏈情況逐步降低干擾功率直至數據鏈恰好能建鏈通信，記錄該時刻的通信功率與干擾功率值，據試驗數據經理論計算處理得出數據鏈設備受干擾的干通比曲線，如圖2所示，用于指導作戰使用［7］。數據鏈通信受干擾恰好中斷后，數據鏈干擾設備降低干擾功率至數據鏈通信恢復至干擾可忍受程度（即輕微干擾環境），此后，配試節點指控系統分別以高、中、低三種信息傳輸速率在規定時間內（時間標準的確定應以滿足測試數據處理的樣本量要求）通過數據鏈向測試艦持續發送戰術數據，每次發送前測試數據鏈信道誤碼率（作為輕微干擾測試的環境條件）。期間數據采集設備接入各節點作戰系統網絡在線實時錄取測試數據，分別統計處理數據鏈在輕微干擾條件下的傳輸時延和傳輸可靠度指標。

圖2 通信功率一定，不同干擾功率下通信距離與干擾距離關系示意圖

5 結語

隨著數據鏈設備的推廣應用［9］，如何基于加裝平臺及其作戰系統科學、有效地評估數據鏈的綜合性能顯得越發重要。本文從數據鏈戰術應用角度改進提出了基于指控系統的數據鏈戰術數據傳輸能力的評價指標體系及測試方法，對客觀、科學、有效地評估海軍艦船作戰系統數據鏈戰術數據傳輸能力有著重要實踐參考價值。

［1］宋征，陸峰，朱培現.數據鏈：戰斗力的倍增器［J］.飛航導彈，2005（6）：63～64

［2］段紹展.海軍戰術數據鏈性能測試方法綜述［J］.海上靶場學術，2008，11（6）：35～38

［3］GJB 1145—91軍用通信設備定型試驗和鑒定試驗規程.總參通信部，9～11

［4］林海濤，何如龍，劉波.外軍艦船綜合通信系統技術分析［J］.中國修船，2006，6（3）：31～33

［5］戴志軍，馬向華.VC網絡通信編程［M］.北京：機械工業出版社，2002，9：135～152

［6］馮建杰.使用嵌入式天線提高無人機數據鏈性能［J］.通信電子戰，2007（1）：44

［7］［美］David Adamy.EW101：電子戰基礎［M］.北京：電子工業出版社，2009，2：10～12

［8］劉磊，張磊，蔣葉金，等.利用地面公網實現戰術數據鏈遠程通信研究［J］.計算機與數字工程，2010，38（4）

［9］數據鏈的發展情況.知遠防務論壇［EB／OL］.http：／／forum.defence.org.cn，2009，8