基于戰場環境的軍用通信網可靠性分析與評估

魏占利 關曉君

【摘要】 軍用通信網的可靠性對于奪取信息化條件下現代戰爭的勝利具有至關重要的意義。本文首先介紹了軍用通信網的概念并分析了戰場環境的特殊需求，然后研究了影響其可靠性的主要測度指標，最后探討了軍用通信網可靠性的分析評估方法并且對三種可靠性模型進行了分析比較。

【關鍵詞】 軍用通信網 戰場環境 可靠性 分析評估

隨著信息技術的發展，人類社會已由工業化時代步入信息化時代，現代戰爭形式也已發展成為信息化條件下的高科技戰爭，戰爭的勝利取決于軍用裝備作戰效能所形成的整體合力，而軍用通信網正是形成這種合力的粘合劑和倍増器。準確分析評估基于戰場環境的軍用通信網的可靠性，對于促進部隊信息化建設和打贏未來信息化戰爭具有重大理論和現實意義。

一、軍用通信網的概念以及戰場環境的特殊性

通信網是指分布在不同地點的諸多用戶設備、傳輸設備、交換設備使用通信線路互聯互接，在相應通信軟件支持下所構成的傳遞信息的系統。軍用通信網則是指用于軍事目的、保障作戰指揮的通信網，基本要求是能夠保障情報、指揮、武器系統控制、后勤支持和日常管理等信息的準確傳遞。

戰場環境錯綜復雜、瞬息萬變，作為戰場環境下軍事信息系統的網絡載體，直接服務于作戰部隊的通信載體，軍用通信網必須滿足特定的軍事需求，具體包括：第一，綜合保障能力。現代軍事通信在保障方向上有多向性、重點方向上有多變性、層次上有交叉性的特點，這就要求軍用通信網必須具有多層次、全方位、大縱深、立體覆蓋能力，能夠將各個層次、各個領域緊密聯系起來，形成一個有機整體以實施整體作戰。第二，抗毀保密能力。信息化戰爭中，作戰雙方均把入侵、摧毀對方的軍用通信系統作為重要任務，而通信設備所處的電磁環境也會受到諸多自然和人為因素影響和干擾，因此對通信網的抗毀保通性和信息傳輸的安全保密性要求較高。第三，快速反應能力。現代戰爭作戰空間廣闊，作戰樣式多種多樣，部隊機動性程度高，因此要求軍用通信網具備快速機動、快速響應和實時調整的能力，以保障作戰部隊、信息平臺和武器平臺的“動中通”。

二、軍用通信網可靠性及其測度指標

軍用通信網的可靠性是指其在規定的條件下和規定的時間內滿足用戶需求的能力。其中，“規定的條件”包括軍用通信網運行的內部（軟硬件、網絡結構、人員素質等）和外部（氣候、地理、電磁環境等）條件。“規定的時間”則是指是軍用通信網滿足通信需求的任務時間。“滿足用戶需求”是指軍用通信網滿足設備提供者、運行維護者以及終端用戶等各類人員對于通信質量、通信范圍和通信時間等多方面需求的能力。軍用通信網可靠性的測度指標主要包括三項：

第一，網絡的抗毀性。抗毀性是指通信網在自然或人為破壞作用下的網絡可靠性，僅考慮網絡拓撲結構因素的連通性能。抗毀性主要通過粘聚度和連通度測定，分別指代破壞通信網所需去掉的最小鏈路數和最小節點數，它們分別描述了鏈路和節點對網絡連通性的影響。第二，網絡的生存性。生存性是指通信網在隨機性破壞作用下的網絡可靠性，僅考慮部件失效情況下的網絡連通性能，并假定網絡部件不可修復和網絡部件故障之間是相互統計獨立的。生存性主要通過端到端可靠度、K端可靠度、全端可靠度和連通概率測定。第三，網絡的有效性。有效性是基于網絡業務性能的可靠性測度，描述了網絡部件故障條件下滿足通信業務性能需求的程度。衡量通信網業務性能的重要指標包括吞吐量和時延。網絡的有效性主要研究了網絡部件失效所導致的網絡業務性能下降的問題。

三、軍用通信網可靠性的分析評估

軍用通信網可靠性分析評估的一般途徑包括兩步。首先，選擇一個合適的網絡業務性能指標，并在此基礎上確定一個用戶可以接受的、反映網絡可靠性的性能閾值；其次，進行可靠性建模，分析評估其可靠性，即定義通信網部件的工作模式，確定通信網工作狀態，計算各狀態的出現概率，并把所有滿足條件的狀態的概率進行綜合，從而得到通信網的可靠性測度。

通常可以采用三種方式構建軍用通信網的可靠性模型，即數學解析法、計算機仿真法和試驗驗證法。其中，數學解析法適用于網絡可靠性指標的計算問題，可以在通信網建設之前進行模型分析，且不受時間、地域等條件約束，在通信網論證階段即可開展，缺點是假設條件的科學與否對計算結果有較大影響，此外也可能無法得出解析模型從而無法實施。計算機仿真法是在難以建立數學解析模型時，通過計算機輔助建模、模型試驗以及試驗數據分析，對影響通信網行為的要素進行處理，獲得通信網可靠性指標的統計估計，從而快速、經濟、有效地分析評估整個通信網的可靠性水平，缺點在于仿真結果只是一種近似解，其有效性與仿真精度成正比。試驗驗證法則是在通信網建成后通過試驗取得相關數據，再結合評價模型進行可靠性分析評估，其數據結果具有較高的可信度，缺點是受試驗規模、進度、環境、人員、費用的多方面限制，組織管理復雜，經濟性較差。

參 考 文 獻

[1]熊蔚明，劉有恒.關于通信網可靠性的研究進展.通信學報[J]，1990，11（4）：44～49.

[2]李瑞瑩，康銳.網絡可靠性評價研究綜述[J].可靠性工程，2008：1～6.