基于性能可用的战术子网仿真研究

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战术通信网是一个极其复杂的系统,影响其可用性的指标多种多样,为了尽可能准确的对网络系统进行评估,必须建立较为合理的方法体系。本文针对战术通信网可用性评估的迫切需求,基于可用性理论,首先分析并给出了系统Markov稳态可用度模型,并对其有效性进行了仿真验证。在此基础上,考虑结合业务运行的性能需求,从“稳态可用度”和业务运行“性能指标达标率”两部分量化取值来对网络系统进行可用性效能评估研究。接下来,本文以某战术小分队子网系统为例,通过运行仿真揭示了在不同影响因素条件下,如系统故障/修复比强度、移动速度等对网络可用性所造成的影响及变化规律。以此为目标,本文主要展开工作如下:(1)研究系统可用性理论,建立通信网系统Markov稳态可用度数学模型。(2)按照课题需求,以性能指标“延迟”为代表,分析CSMA/CA机制的战术通信网延迟概率分布模型,结合稳态可用度给出一种基于“延迟”性能需求的可用度量化方法。该方法结合系统稳态可用度和关键性能指标达标率,对系统进行可用性评估。(3)建立系统故障/修复模型,并通过仿真手段对(1)和(2)所提出的系统稳态可用度及延迟概率分布模型进行验证。验证结果表明仿真输出结果与理论结果的误差达到立项指标中的误差要求,证明所建立可用度数学模型的有效性与准确性。(4)利用OPNET建模仿真技术对某“战术小分队子网”系统进行可用性仿真。针对节点的通信行为特点和移动需求分别给出多业务源叠加模型和概率目标点组移动模型,并通过在仿真节点中进行加载得以实现。仿真实验中,通过改变网络规模、节点移动速度及故障/修复强度等条件,基于延迟性能指标进行了系统可用度统计分析,从而揭示业务量、移动速度等因素均与网络延迟性能可用度呈正相关规律,故障/修复比强度与延迟性能可用度呈负相关规律,不同移动模型中组移动模型的延迟性能可用度更好等规律。随着战争指挥通信的网络化发展,战术通信网已经渗透到战场作战的方方面面,网络系统的可用能力已成为赢得对抗的关键保证,若网络系统可用性不高,则极易造成指挥失灵,进而陷入瘫痪,直接影响作战结果。本文结合业务需求,以战术通信网关键性能指标“延迟”为代表,构建了基于“性能”的可用性评估方法,并对系统可用性进行了量化评价,所做工作对军用复杂网络服务效能发挥及稳定可靠程度的评估具有重要意义。
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