[发明专利]一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法

权利要求书

1.一种基于业务的通信网络可靠性试验剖面构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：明确网络的评估需求，并根据需求确定系统的任务想定；

步骤1.1：明确网络评估需求：包括该网络可靠性评估对象以及试验目的；

该网络有三个层次：地面战术网络、地面战术子网和单兵Ad Hoc网络，Ad hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网Multi-hop Network、无基础设施网Infrastructureless Network或自组织网Self-or-ganizing Network；单兵Ad Hoc网络是同一单元各单兵之间组成的平面Ad Hoc网络，这些节点构成地面战术网络的底层；试验目的是测定在该情境下军事通信网络的可靠性；其网络能否保持连通且其传输能否满足需求直接影响军队的战斗力；

步骤1.2：确定系统的任务想定：包括具体的任务阶段，以及各任务阶段内完成的任务；

该任务分为三个阶段；第一阶段，节点5将监控到的信息发送到节点6，节点6确认任务目标；此阶段持续15分钟；第二阶段，节点4接到上级命令，并传达给节点1、节点2和节点3；节点1、节点2、节点3和节点4根据命令指挥部队向目标行军；单兵获得广播信息并反映自身的位置、状态和距离信息，即态势感知SA信息；节点4获得上级的指挥控制C2信息，并将信息转发给节点1、节点2和节点3；节点1、节点2、节点3和节点4与旗下单兵进行通讯，单兵报告所在地情况，节点1、节点2、节点3和节点4根据情况传达指挥控制信息；单兵或者通过实时话音HY方式和节点1、节点2、节点3和节点4交流；节点、节点2、节点3和节点4为了配合任务，进行实时话音联络；为了报告现场状况，节点4与节点5、节点6之间进行实时话音；节点5、节点6通过实时话音，将任务传达给节点4，节点4再以同样形式将信息传达下去；该阶段持续1小时；第三阶段，节点4收到解散命令，将命令传达给节点1、节点2和节点3；节点1、节点2、节点3和节点4下达解散任务，并时刻听取上级指挥控制信息和实时话音信息；该阶段持续15分钟；总结得到各阶段的业务信息如表1所示；

表1 业务信息流程

步骤2：通过对任务想定的分析与综合，得到系统的任务剖面，并对任务剖面进行分析，得到每个任务阶段内所完成的业务、经历的环境以及节点的移动方式；

步骤2.1：通过对任务想定的分析与综合，得到系统的任务剖面；

通过步骤1.2中对于任务想定的分析，任务分为三个任务阶段，且每个阶段及其涉及的业务和持续时间都通过上述分析得到；

步骤2.2：对任务剖面进行分析，得到每个任务阶段内所完成的业务、经历的环境以及节点的移动方式；

通过分析任务剖面以及任务想定，该任务分为三个阶段，第一个阶段持续15分钟，其中涉及的业务有传感信号业务以及指挥控制C2业务，该阶段未涉及网络节点的移动；第二个阶段持续1小时，其中涉及态势感知SA业务、指挥控制C2业务以及实时话音HY业务，而态势感知SA业务的上传业务每10秒更新一次，下行业务每5分钟更新一次；指挥控制C2业务的上下行业务都是60秒发送一次；实时话音HY业务的上下行业务都是30秒发送一次；该阶段涉及节点的移动，首先，所有单兵节点向目的地进发，此时采用线性队列，然后在距离目标建筑500米左右，采用抛物线队列对目标建筑物进行包围，在距建筑物200米时，采用聚集队列向建筑物聚集；第三阶段持续15分钟；涉及业务有指挥控制C2业务以及实时话音HY业务；该阶段未涉及移动；

步骤3：针对每一个任务阶段，对其进行综合与分解，提炼出其中具体的通信业务剖面、移动剖面以及环境剖面；

步骤3.1：构建通信业务剖面：通过步骤2.1得到的任务剖面以及步骤2.2的分析知道各任务阶段所包含的业务以及时间参数，根据这些参数来计算在任务过程中业务的流量；

流量在用户层表现为用户对不同业务的请求、请求的频率以及响应对象的文件大小；设有N个独立的数据源，每个数据源都是一个更新回报过程，具有独立同分布的ON/OFF周期，X_i(t)交替产生1或0，分别对应ON或OFF状态；于是N个数据包的叠加，合成流量为：

设定T为重整化的时间因子，则在[0，T_t]时间间隔内叠加数据包后的过程为：

在态势感知业务中，单兵节点每隔10秒发送一次上传信息，定义单兵节点每次70字节/10秒；共传输1小时的时间，因此总字节数为：

70×1小时/10秒×84＝70×360×84＝2116800

其余业务的业务流量按照这个方法一次求得，则的到如表2所示的通信业务剖面信息表；

表2 通信业务剖面信息表

由上表即得到每个任务阶段涉及的业务类型、业务请求率、业务请求时间、业务请求间隔时间信息；

步骤3.2：构建移动剖面：通过步骤2.2的分析知道在三个任务阶段中只有第二个任务阶段涉及节点的移动，且分别采用了线性队列、抛物线队列以及聚集队列；

步骤3.3：构建环境剖面：OPNET是当前业界领先的网络技术开发环境，用于设计和研究通信网络、设备、协议和应用，即在OPNET中创建一个的网络场景，然后导入的地形数据；

在场景中导入地形数据的具体操作为：首先，将网上下载到的地形数据文件通过转换器global_mapper12转化为DTED格式；然后在OPNET中依次点击菜单选项topology→terrain→specify terrain data directory，在弹出的对话框点击浏览browse，选择所转换后的地形数据文件所存放的文件夹，文件类型Format选择为DTED，点击确定ok，将该区域的地图导入完成；把所创的场景拖到地形区域内，然后依次点击topology→terrain→setelevation maps弹出下面的对话框；点击Import，系统自动找到所输入区域的地图信息，直接点击两次ok；地图上会显示该区域的等高线图，等高线图更直观地选择仿真区域；在导入了地形后，在地形建模模块TMM中选择传播模型，并对气候参数进行相应的设定；

此时对环境剖面的设置就已经完成；

步骤4：综合分析得到直接应用于试验的试验剖面；

通过步骤3已经得到试验所需的业务剖面、移动剖面以及环境剖面；将这三个剖面共同加载在网络中即构成了通信网络的试验剖面。