基于OPNET的数据链BIT数据回传的仿真分析

范永欣

【摘 要】本文主要介绍了数据链在现代战争中的应用，以及BIT数据的传输的重要意义，针对多目标协同作战情况下，作战单元的BIT信息传输效能进行了仿真分析，并对BIT信息传输及数据链的应用进行了展望。

【关键词】数据链；组网

中图分类号： E96；TN919.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）05-0047-002

【Abstract】This paper mainly introduces the application of data link in modern warfare and the significance of BIT data transmission. In the case of multi-objective cooperative combat， the BIT information transmission performance of combat unit is simulated and analyzed， and BIT information transmission is performed. And the application of the data link looks ahead.

【Key words】Data link；Networking

0 前言

数据链是按照规定的消息格式和通信协議，利用各种调制解调技术、纠错编码技术、组网通信技术和信息融合技术，以面向比特的方式实时传输格式化数字信息的战术无线电数据通信系统，其本质是一种高效传输、实时分发保密、抗干扰、格式化消息的数据通信系统。

随着信息技术的发展，数据链在现代化战争的应用越来越广泛，成为未来战场的神经系统。在运动的作战单元如：战机，导弹，无人侦察机上部署系统作战数据链系统可以提高空中多作战单元的协同作战能力。如无人侦察机的编队侦查，实现多角度立体化侦查，从而提供更精准的侦查信息，区别伪装；在进行多导弹联合打击时，可以具有空中飞行轨迹调整，诱导敌方反导武器，提高打击的准确度等。

而BIT（Build In Test）技术是针对作战单元能否在任务过程及维护过程中进行自我检测并报故的设计属性。BIT信息能否及时回传至基地或相关的保障单位关系到设备的保障效能及作战效能。很多作战单元如导弹、鱼类等并不具备BIT功能，使得在遇到任务失败时，失效信息不能有效回传，导致武器装备的升级或改进缺乏有效的数据支撑。

本文基于OPNET进行了多目标协同作战的组网的仿真，并对相关协议进行了对比。

1 OPNET仿真工具简介

OPNET是一种通信仿真平台，可以对有线＼无线通信网络、设备、协议、算法等方面进行建模仿真。OPNET Modeler是当前业界领先的通信网络仿真开发环境，可以以灵活用于设计和研究通信网络、设备、协议和应用。Modeler为通信网络开发人员提供了建模、仿真以及分析的集成环境，大大减轻了编程以及数据分析的工作量。Modeler的面向对象的建模方法和图形化的编辑器反映了实际网络和网络组建的结构，因此实际的通信系统可以直观的映射到模型中。Modeler支持所有网络模型类型和技术，可以解决复杂的网络通信问题。

OPNET提供节点设计功能模块，并且提供了丰富的模型库，用户可以按照自己的需求自定制节点，每一个节点按照网络的七层结构的统一标准进行设计，可读性以及可扩展性强。在进行网络部署时，OPNET提供了简单易读的配置界面，可以方便用户快速部署需要的网络。OPNET采用离散事件驱动机制进行仿真，仿真速度快，精确度高，并且提供了多种数据可以采集，如丢包数，网络延时，网络碰撞次数等，可以根据实际需要进行选择或设计采集量。OPNET仿真遵照首先选择采集量，其次进行事件仿真，最后进行结果分析的步骤。

2 系统设计需求

2.1 OFDAM协议

OFDMA （Orthogonal Frequency Division Multiple Access

正交频分多址是一种多址技术。OFDMA 多址接入系统将传输带宽划分成正交的互不重叠的一系列子载波集，将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址。OFDMA系统可动态地把可用带宽资源分配给需要的用户，很容易实现系统资源的优化利用。由于不同用户占用互不重叠的子载波集，在理想同步情况下，系统无多户间干扰，即无多址干扰（MAI）。

2.2 DSR路由协议

动态源路由协议（Dynamic Source Routing Protocol， DSR）是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议。它能提供快速反应式服务，确保数据分组的成功交付，即使节点移动或者网络状况变化也是如此。DSR路由协议由两个主要机制组成：路由寻找（Route Discovery）机制和路由维护（Route Maintenance）机制. 在目标节点数较少，完整的路由表占用空间小，要求更快的判定传输路径，因此不需要进行寻找路径的过程，故采用DSR协议。

2.3 Ad hoc 网络

Ad hoc网络是最初用于军事中的一种无线自组网技术，它最大的优点在于不需要中心控制节点，本身具有自组织功能，能够随机几个节点之间进行组网，并且支持多跳功能，其多跳功能是在对等的节点之间实现的，并不需要控制节点实现对外连接，其拓扑结构是动态的，节点随时可以退出网络，加入网络等，拓扑结构随之改变，具有非常强的灵活性。

3 OPNET仿真结果分析

3.1 仿真条件

本次仿真的节点数目为4个，每个节点的功率取1W，节点数据的发送地址为随机发送，节点飞行高度为80000m，速度为7200m/s，几点间的相互距离为500m到4Km之间，信号的收发频率为1.2GHz—2.5GHz，采用OFDMA协议以及DSR路由协议，对其误码率和网络时延进行仿真分析

3.2 仿真结果分析

网络时延分析：

我们可以看到4个节点的网络时延在0.0045s左右振动，网络时延较小，在目标高速运动的情况下可以满足信息的快速收发的要求。

节点接收机的误码率分析：

该次仿真的误码率峰值为0.17%，节点23的误码率较高，均值约为0.12%，节点14的误码率较低，均值约为0.03%，可以基本满足信号的高质量传输，保证信号的准确性。

4 展望

我国的数据链发展起步较晚，投入应用的较少，与美国等发达国家相比有较大差距，多目标协同作战数据链可以满足有限个节点，运动速度较快，需要自行组网并且节点间可以高质量通信的需求，可以广泛应用在制导导弹，无人侦察机，机群作战等场景，为多目标协同作战提供了高质量的信息交换条件，多目标协同作战数据链可以与其他数据链协作，提供更加强壮的战场指挥神经，最大限度的发挥作战单元的能力！

目前数据链的技术尚未成熟，在信息的抗干扰，保密以及与地面进行有效的及时通信等方面还需进一步努力研究，数据链的应用是大势所趋，是实现信息化作战的必备工具。

【参考文献】

[1]高珍，邓甲昊，孙骥等.无人机图像无线传输系统的发展现状及其关键技术[J].科技导报，2007，25（16）：68-72.

[2]周烔槃，庞沁华，续大我等.通信原理（合订本）[M].北京：北京邮电大学出版社，2005.

[3]曹志刚，钱亚生.现代通信原理[M].清华大学出版社，1992.

[4]A.V.奥本海姆.离散时间信号处理[M].西安：西安交通大学出版社，2001.

[5]Paul G.Fahlstrom， Thomas J.G 无人机系统导论（第二版）[M] 北京： 电子工业出版社， 2003.