Grey—relation方法在數據傳輸設備性能試驗中的應用

劉光輝

摘 要：文章依據衡量通信系統性能的基本原則，構建了評估高速數據傳輸設備性能的指標體系，提出了運用Grey-relation方法對設備綜合性能進行對比評估的方法，并舉例進行了應用介紹。

關鍵詞：數據傳輸；指標體系；性能評估

引言

高速數據傳輸設備是一種以超短波或微波頻段無線信道為主，傳輸和處理格式化數據信息為主要目的，在各移動平臺的指揮應用系統之間完成信息交互或文件傳輸所需的信息系統。高速數據傳輸設備廣泛應用于海事、漁業、海監、海警等執法部門的海上執法平臺，它是相關部門進行海上編隊指揮、遠程信息傳輸、編隊信息共享的重要手段，通過試驗對其主要指標進行測試是其投入應用的必然階段，通過試驗的結果對其綜合性能進行評估更具有重要意義。本文研究了Grey-relation方法在高速數據傳輸設備綜合性能評估中的應用，為高速數據傳輸設備的建設與應用提供決策支撐。

1 數據傳輸設備性能評估基本原則

對數據傳輸設備性能優劣進行評判主要看其組網性能和傳輸性能，傳輸性能主要包括“實時性、準確性、穩定性”三個方面，高速數據傳輸設備的基本任務是在海上復雜電磁環境下完成編隊內或與指揮所之間的信息傳輸任務，及時準確的把指揮文電、文件、音視頻等信息等實時傳送到各平臺，保證各平臺能夠及時準確獲取相關信息。實時性是指不同的信息類型必須具備規定的時效性。準確性是指系統收發數據信息之間的吻合程度，以滿足系統可用、有效為基準。穩定性一般采用信息傳輸暢通與中斷時間之比來衡量，以通道順暢、不間斷為最優。

2 評估指標體系構建

2.1 組網性能

組網性能是指網絡各節點進行通信網絡構建達成的能力，它包括初始化通信參數、通信握手、同步等過程，數據傳輸設備的組網性能指標一般包括網絡初始建立時間和隨遇接入時間。

2.2 傳輸性能

2.2.1 實時性

某型高速數據傳輸設備傳輸的信息類型包括報文、數據和音視頻，報文可分為短消息報文和文件，數據又可分為態勢信息、平臺定位信息、目指提示信息、指揮命令等。不同的信息類型有不同的時效要求。數據信息的實時性以滿足不同信息類型所規定的時效性為基準。數據通信的實時性與信息傳輸速率和傳輸帶寬、網絡節點數量和路由策略、數據包容量、通信協議格式等因素有關。

數據傳輸設備實時性評估可通過計算其傳輸不同類型信息的傳輸時延、刷新速率、傳輸速率等指標來評價。傳輸時延指數據傳輸網內收方接收到數據信息的時間與發送方信息發出時間之差。如傳輸時延在用戶可接受程度之內，則可認為數據類型的傳輸實時性滿足應用需求。該時延主要由發送方的指揮應用平臺與數據傳輸設備間信息交換的時延，無線傳輸時延，收方數據傳輸設備與指控應用平臺信息交換時延，人工決策時延和人機交互時延等構成。

刷新速率指接收方指揮應用平臺更新顯示信息的平均用時，它主要與信息發送的速率以及接收方指揮應用平臺信息處理速度有關。

信息傳輸速率指單位時間內數據傳輸設備發送的最大信息量，它體現了系統的數據吞吐能力。

2.2.2 穩定性

數據傳輸設備穩定性是評價傳輸信息通暢和連續不間斷的重要指標，是體現數據通信網可靠性的重要方面。數據傳輸設備穩定性影響因素主要有：環境電磁干擾情況、數據通信協議、網絡工作方式、網絡節點相對位置和系統抗干擾性能等。數據傳輸設備的穩定性一般用數據通信通暢時間與通信總耗費時間之比來衡量，通信總耗費時間包括數據通信通暢時間和信息傳輸中斷時間。

2.2.3 準確性

信息傳輸的準確性常用分組傳輸成功率、誤組率、丟包率等來衡量。分組傳輸成功率指接收到的正確報文組與發送的總組數之比。誤組率是指接收方收到的錯誤組數與接收到總組數之比。在傳輸過程中被傳錯的概率；丟包率是指傳輸過程中丟失的數據包與發送的數據包總數之比。

無限通信信道質量越高，數據通信協議越合理，通信編碼糾錯能力越強，信息傳輸準確性就越高。影響數據傳輸準確性因數的主要因素有原始數據誤差、無線信道環境干擾、傳輸速率、報文格式精度誤差、通信編碼糾錯能力和人為影響因素等。

3 Grey-relation方法及在數據傳輸設備性能評估中的應用

3.1 Grey-relation方法介紹

組網性能和傳輸性能是衡量通信系統性能的兩個主要方面，實時性、準確性和穩定性又是傳輸性能評價中密切關聯甚至相互影響的三個方面，為了對評估體系內的關聯因素進行系統分析，本文引入Grey-relation方法來評估高速數據傳輸設備的綜合性能，這種方法的優點是不用積累大量的樣本數據，通過計算綜合性能指數對評估對象進行對比。下面首先介紹一下Grey-relation方法的算法。

4 結論

本文從組網性能和傳輸性能兩方面構建了高速數據傳輸設備綜合性能的指標評估體系，同時將Grey-relation方法應用到數據傳輸設備的綜合性能評價中，通過舉例，計算了幾型設備的綜合性能指數，實現了同類產品之間的性能比較。該方法可廣泛應用于裝備性能評估或部隊訓練成績評定中。

參考文獻

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