基于战场环境的军用通信网可靠性分析与评估

魏占利 关晓君

【摘要】 军用通信网的可靠性对于夺取信息化条件下现代战争的胜利具有至关重要的意义。本文首先介绍了军用通信网的概念并分析了战场环境的特殊需求，然后研究了影响其可靠性的主要测度指标，最后探讨了军用通信网可靠性的分析评估方法并且对三种可靠性模型进行了分析比较。

【关键词】 军用通信网 战场环境 可靠性 分析评估

随着信息技术的发展，人类社会已由工业化时代步入信息化时代，现代战争形式也已发展成为信息化条件下的高科技战争，战争的胜利取决于军用装备作战效能所形成的整体合力，而军用通信网正是形成这种合力的粘合剂和倍増器。准确分析评估基于战场环境的军用通信网的可靠性，对于促进部队信息化建设和打赢未来信息化战争具有重大理论和现实意义。

一、军用通信网的概念以及战场环境的特殊性

通信网是指分布在不同地点的诸多用户设备、传输设备、交换设备使用通信线路互联互接，在相应通信软件支持下所构成的传递信息的系统。军用通信网则是指用于军事目的、保障作战指挥的通信网，基本要求是能够保障情报、指挥、武器系统控制、后勤支持和日常管理等信息的准确传递。

战场环境错综复杂、瞬息万变，作为战场环境下军事信息系统的网络载体，直接服务于作战部队的通信载体，军用通信网必须满足特定的军事需求，具体包括：第一，综合保障能力。现代军事通信在保障方向上有多向性、重点方向上有多变性、层次上有交叉性的特点，这就要求军用通信网必须具有多层次、全方位、大纵深、立体覆盖能力，能够将各个层次、各个领域紧密联系起来，形成一个有机整体以实施整体作战。第二，抗毁保密能力。信息化战争中，作战双方均把入侵、摧毁对方的军用通信系统作为重要任务，而通信设备所处的电磁环境也会受到诸多自然和人为因素影响和干扰，因此对通信网的抗毁保通性和信息传输的安全保密性要求较高。第三，快速反应能力。现代战争作战空间广阔，作战样式多种多样，部队机动性程度高，因此要求军用通信网具备快速机动、快速响应和实时调整的能力，以保障作战部队、信息平台和武器平台的“动中通”。

二、军用通信网可靠性及其测度指标

军用通信网的可靠性是指其在规定的条件下和规定的时间内满足用户需求的能力。其中，“规定的条件”包括军用通信网运行的内部（软硬件、网络结构、人员素质等）和外部（气候、地理、电磁环境等）条件。“规定的时间”则是指是军用通信网满足通信需求的任务时间。“满足用户需求”是指军用通信网满足设备提供者、运行维护者以及终端用户等各类人员对于通信质量、通信范围和通信时间等多方面需求的能力。军用通信网可靠性的测度指标主要包括三项：

第一，网络的抗毁性。抗毁性是指通信网在自然或人为破坏作用下的网络可靠性，仅考虑网络拓扑结构因素的连通性能。抗毁性主要通过粘聚度和连通度测定，分别指代破坏通信网所需去掉的最小链路数和最小节点数，它们分别描述了链路和节点对网络连通性的影响。第二，网络的生存性。生存性是指通信网在随机性破坏作用下的网络可靠性，仅考虑部件失效情况下的网络连通性能，并假定网络部件不可修复和网络部件故障之间是相互统计独立的。生存性主要通过端到端可靠度、K端可靠度、全端可靠度和连通概率测定。第三，网络的有效性。有效性是基于网络业务性能的可靠性测度，描述了网络部件故障条件下满足通信业务性能需求的程度。衡量通信网业务性能的重要指标包括吞吐量和时延。网络的有效性主要研究了网络部件失效所导致的网络业务性能下降的问题。

三、军用通信网可靠性的分析评估

军用通信网可靠性分析评估的一般途径包括两步。首先，选择一个合适的网络业务性能指标，并在此基础上确定一个用户可以接受的、反映网络可靠性的性能阈值；其次，进行可靠性建模，分析评估其可靠性，即定义通信网部件的工作模式，确定通信网工作状态，计算各状态的出现概率，并把所有满足条件的状态的概率进行综合，从而得到通信网的可靠性测度。

通常可以采用三种方式构建军用通信网的可靠性模型，即数学解析法、计算机仿真法和试验验证法。其中，数学解析法适用于网络可靠性指标的计算问题，可以在通信网建设之前进行模型分析，且不受时间、地域等条件约束，在通信网论证阶段即可开展，缺点是假设条件的科学与否对计算结果有较大影响，此外也可能无法得出解析模型从而无法实施。计算机仿真法是在难以建立数学解析模型时，通过计算机辅助建模、模型试验以及试验数据分析，对影响通信网行为的要素进行处理，获得通信网可靠性指标的统计估计，从而快速、经济、有效地分析评估整个通信网的可靠性水平，缺点在于仿真结果只是一种近似解，其有效性与仿真精度成正比。试验验证法则是在通信网建成后通过试验取得相关数据，再结合评价模型进行可靠性分析评估，其数据结果具有较高的可信度，缺点是受试验规模、进度、环境、人员、费用的多方面限制，组织管理复杂，经济性较差。

参 考 文 献

[1]熊蔚明，刘有恒.关于通信网可靠性的研究进展.通信学报[J]，1990，11（4）：44～49.

[2]李瑞莹，康锐.网络可靠性评价研究综述[J].可靠性工程，2008：1～6.