Grey—relation方法在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能試驗中的應用

劉光輝

摘 要：文章依據(jù)衡量通信系統(tǒng)性能的基本原則，構(gòu)建了評估高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能的指標體系，提出了運用Grey-relation方法對設(shè)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(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)傳輸；指標體系；性能評估

引言

高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)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(shù)據(jù)信息為主要目的，在各移動平臺的指揮應用系統(tǒng)之間完成信息交互或文件傳輸所需的信息系統(tǒng)。高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備廣泛應用于海事、漁業(yè)、海監(jiān)、海警等執(zhí)法部門的海上執(zhí)法平臺，它是相關(guān)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(jié)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(shù)據(jù)傳輸設(shè)備綜合性能評估中的應用，為高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的建設(shè)與應用提供決策支撐。

1 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能評估基本原則

對數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能優(yōu)劣進行評判主要看其組網(wǎng)性能和傳輸性能，傳輸性能主要包括“實時性、準確性、穩(wěn)定性”三個方面，高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的基本任務是在海上復雜電磁環(huán)境下完成編隊內(nèi)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(guān)信息。實時性是指不同的信息類型必須具備規(guī)定的時效性。準確性是指系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)信息之間的吻合程度，以滿足系統(tǒng)可用、有效為基準。穩(wěn)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(yōu)。

2 評估指標體系構(gòu)建

2.1 組網(wǎng)性能

組網(wǎng)性能是指網(wǎng)絡各節(jié)點進行通信網(wǎng)絡構(gòu)建達成的能力，它包括初始化通信參數(shù)、通信握手、同步等過程，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的組網(wǎng)性能指標一般包括網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸設(shè)備傳輸?shù)男畔㈩愋桶▓笪摹?shù)據(jù)和音視頻，報文可分為短消息報文和文件，數(shù)據(jù)又可分為態(tài)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(shù)據(jù)信息的實時性以滿足不同信息類型所規(guī)定的時效性為基準。數(shù)據(jù)通信的實時性與信息傳輸速率和傳輸帶寬、網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量和路由策略、數(shù)據(jù)包容量、通信協(xié)議格式等因素有關(guān)。

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)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(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)內(nèi)收方接收到數(shù)據(jù)信息的時間與發(fā)送方信息發(fā)出時間之差。如傳輸時延在用戶可接受程度之內(nèi)，則可認為數(shù)據(jù)類型的傳輸實時性滿足應用需求。該時延主要由發(fā)送方的指揮應用平臺與數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備間信息交換的時延，無線傳輸時延，收方數(shù)據(jù)傳輸設(shè)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(gòu)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(fā)送的速率以及接收方指揮應用平臺信息處理速度有關(guān)。

信息傳輸速率指單位時間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備發(fā)送的最大信息量，它體現(xiàn)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力。

2.2.2 穩(wěn)定性

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備穩(wěn)定性是評價傳輸信息通暢和連續(xù)不間斷的重要指標，是體現(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可靠性的重要方面。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備穩(wěn)定性影響因素主要有：環(huán)境電磁干擾情況、數(shù)據(jù)通信協(xié)議、網(wǎng)絡工作方式、網(wǎng)絡節(jié)點相對位置和系統(tǒng)抗干擾性能等。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的穩(wěn)定性一般用數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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?shù)臏蚀_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(fā)送的總組數(shù)之比。誤組率是指接收方收到的錯誤組數(shù)與接收到總組數(shù)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(shù)據(jù)包與發(fā)送的數(shù)據(jù)包總數(shù)之比。

無限通信信道質(zhì)量越高，數(shù)據(jù)通信協(xié)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(shù)據(jù)傳輸準確性因數(shù)的主要因素有原始數(shù)據(jù)誤差、無線信道環(huán)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(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能評估中的應用

3.1 Grey-relation方法介紹

組網(wǎng)性能和傳輸性能是衡量通信系統(tǒng)性能的兩個主要方面，實時性、準確性和穩(wěn)定性又是傳輸性能評價中密切關(guān)聯(lián)甚至相互影響的三個方面，為了對評估體系內(nèi)的關(guān)聯(lián)因素進行系統(tǒng)分析，本文引入Grey-relation方法來評估高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的綜合性能，這種方法的優(yōu)點是不用積累大量的樣本數(shù)據(jù)，通過計算綜合性能指數(shù)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(jié)論

本文從組網(wǎng)性能和傳輸性能兩方面構(gòu)建了高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備綜合性能的指標評估體系，同時將Grey-relation方法應用到數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的綜合性能評價中，通過舉例，計算了幾型設(shè)備的綜合性能指數(shù)，實現(xiàn)了同類產(chǎn)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

[1]姚富強.通信抗干擾工程與實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]王歡.基于灰色層次分析的通信系統(tǒng)防御能力效能評估[J].艦船電子對抗，2014，8：66-69.