通信对象及网络监控系统的设计与实现

孟岩 张平

摘要：为满足提高业务处理自动化能力和提升资源利用效率，降低操作员工作强度的需求，采用面向服务的体系架构，并基于服务化和组件化设计思路，设计了一种多频段通信对象及网络监控系统。该系统可实现短波、超短波和卫星等频段信号监测、属性分析、通信对象分析及通信网络分析，形成通信对象和网络情报信息。实际测试表明，该系统体系架构和功能流程可有效提升多频段通信对象及网络监控能力。

关键词：多频段；通信对象；网络监控；网络分析；SOA

中图分类号：TP271文献标志码：A文章编号：1008-1739（2019）02-60-3

0引言

随着通信技术的迅速发展，短波、超短波、卫星等多手段协同、多平台互通的组网模式已经显现，各领域通信的体系化、网络化日趋成型，对监视系统的要求越来越高，全面、高效、自动化地实现通信对象和网络监视系统的需求变得极其迫切。目前各种频段的信号获取设备种类繁多，各频段信号监测系统建设中存在单独立项、集成度低，造成系统资源综合利用率偏低，急需通过资源综合利用和处理能力强化来提升系统的监控能力。

通过分布式接入、服务化和可视化处理实现对多频段通信对象和网络监控系统的设计[1]，能够形成监控对象全面、智能化程度高的综合集成通信信号侦察监控体系，满足现有多频段通信对象监控业务需求并适应未来发展需要[2]。

1系统组成

本文提出的多频段信号网络监控系统如图1所示，由信号采集设备、监控处理客户端、信号监控处理服务端和系统数据库组成，采用分布式数据总线和服务总线进行数据交互[3]。

（1）信号采集设备

短波信号采集设备由高性能短波信号接收机、高性能工控机、接收机控制、信号数据处理软件及部署在系统用户操作计算机上的短波信号采集软件组件组成，而超短波/卫星信号采集设备由高性能射频信号接收机、高性能工控机、接收机控制、信号数据处理软件以及部署在系统用户操作计算机上的超短波卫星信号采集软件组件组成。

（2）监控处理客户端

监控处理客户端提供显示和处理软件，主要包括信号监测控制[4]、信号综合处理和信号分析整理3部分功能，客户端是用来提供进行系统监视和干预操作的监视处理的前台界面。

（3）监控处理服务端

监控处理服务包括信号属性监控、信号分类统计、通信对象处理及通信网络处理等服务，服务端是提供给监视处理前台系统数据的后台处理服务，能够对多个通信节点信息、组网特征和通联关系[5]进行组网分析，给出网络组成关系和网络拓扑[6]。

2系统软件架构

本系统采用SOA面向服务架构[7]，可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。软件架构采用数据层、服务层、业务平台层和应用层4层结构，通过分层设计分离系统复杂度，减少系统的耦合和依赖，提高内聚性，实现了业务逻辑和应用软件功能的分离，达到可支持功能柔性组合、业务流程管理和服务统一协调管理的目的。系统软件结构如图2所示。

数据层是为全系统提供数据支撑，由支撑各种业务处理的数据库和文件系统组成。

①服务层由核心服务和功能服务组成，核心服务层主要承载系统的核心业务服务，包括服务管理容器、数据访问服务、日志服务及数据传输服务等通用基础服务。主要服务由各种可重用的服务组件构成，它们是各种服务的内部实现。服务组件可以基于SOA思想和本体系结构重新开发，也可能是对现有成果（各类模型和基础设施）进行面向服务的封装而得到。功能服务主要有信号属性监控类、信号分类统计类、通信对象处理类及通信网络活动处理类等功能服务。

②业务平台层面向各种具体业务流程，提供对各类服务的组合与编排功能，通过通用业务集成管理框架将各类服务进行集成和部署以实现各种典型业务处理功能。主要包括通用信号处理平台、资源管理控制平台和通用数据采集平台。

③应用层是用户与后台业务处理应用进行交互以及信息表达的入口，包括客户端集成框架和客户端软件构件组成，在应用集成框架上，以构件或软件包的形式集成了信号监测、信号综合处理、信号分析整理等各类构件和软件包。

3系统流程

系统信息流程分为监测控制、综合处理和分析整理，如图3所示。

①监测控制：将订阅到的信号采集设备的数据进行数据提取，与已知信号属性进行匹配处理，完成信号属性监控，可以根据规则进行监控告警，同时记录监控数据，推送给后续的综合处理；

②业务处理：将订阅的监控信号数据进行对象层的信息处理，生成对象编号和活动信息，还可根据对象间的通联特征进行网络分析，判断是否存在已知的通信网络；

③综合分析：将处理后的信号、对象和网络数据从信源、传输体制、对象和网络角度进行调阅、归纳、总结，生成对应的结论信息。

4系统实现

该系统目前已经调试结束并应用，通过测试数据表明，系统能够同时对短波、超短波和卫星频段监测的数据进行监视以及异常告警。同时，可进行对象和网络的信息处理，提高处理的深度和广度，生成目标级的监视信息。完成对各类对象和网络数据的整理入库后，在监测、综合处理阶段的可进行入库结论数据的调阅，实现信号和对象匹配处理，完成系统数据处理流程的闭环，主要运行界面如图4、图5和图6所示。

5结束语

面对多频段通信对象和网络监控系统的处理能力弱、业务需求增长急切的现状，借鉴新技术，采用面向服务的信息系统架构，设计并实现了一种多频段通信对象和网络监控系统，通过对短波、超短波、微波和卫星等多手段通信对象和网络信息监控、分析、识别和统计，获得目标和网络深层次的情报信息。

该系统采用功能组件化、服务化的方法，并考虑开放性、扩展性设计，保证了系统的可生长性，支持系统更新扩展，能够适应未来业务需求变化。在无线电监测系统以及相关应用的体系架构设计等方面具有重要的参考意义。

参考文献

[1]梁健，陈皓晖.基于全分布式处理的统一态势生成技术研究[J].无线电工程，2016，46（1）：12-15，24.

[2]曹红，郭峰，蔺振波.基于大数据分析技术的通信网络监控体系构建研究[J].信息与电脑：理论版，2017（14）：130-131.

[3]李腾，孙志刚，贾峰.实时发布/订阅数据分发服务的模型分析[J].无线电工程，2016，46（2）：6-9，18.

[4]王海清.战术通信网络的识别方法[J].無线电通信技术， 2004，30（3）：47-49.

[5]张宗恕，路正国.基于粗糙集的多源通信网络信息分析方法[J].无线电工程，2017，47（5）：1-5.

[6]唐卓，杨红娃.对抗场景中无线网络拓扑演化模型研究[J].通信对抗，2015，34（2）：10-13.

[7]谷宏志.基于SOA的遥感卫星任务规划框架设计[J].无线电工程，2014，44（12）：43-47.