基于整网效果的战术互联网干扰效果的评估方法

李红领 陈颖颖 张增

摘 要：以往针对战术互联网的干扰更侧重于网络中单链路和单网的效果，对于整个战术互联网干扰效果评估的研究较少。本文在分析战术互联网组成与特点的基础上，提出了一种基于整网效果的战术互联网干扰效果评估方法，最后通过软件实现了对战术互联网干扰效果的评估。

关键词：战术互联网；干扰效果；指标体系；评估算法

中图分类号：TN972 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0073-03

Abstract：The previous interference in the Tactical Internet is more focused on the effect of single chain and single network in the network，and there are few studies on the effectiveness of the whole Tactical Internet interference. Based on the analysis of the composition and characteristics of the Tactical Internet，this paper puts forward a method of evaluating the effect of the Tactical Internet interference based on the whole net effect. Finally，the effect of the Tactical Internet interference is evaluated by the software.

Keywords：Tactical Internet；jamming effect；index system；evaluation algorithm

0 引 言

作为旅以下的主要通信手段，战术互联网在未来旅及以下部队作战训练中的使用越来越广泛。信息化战争中，针对战术互联网的干扰和攻击将对合成旅造成极大的影响，有时甚至可以达成火力所无法达到的效果。以往的电子战中，更侧重于在信号层、链路层考核对敌方的通信干扰效果，而对网络干扰效果的评估方法的研究不多。但随着信息化战争的快速发展，实现既对敌通信链路终端造成影响，又可瘫痪敌方的整网效能，是未来信息作战研究的一個关键问题。本文提出一种针对战术互联网中整网效果的干扰评估方法，以期为今后电子对抗力量运用提供有益的参考。

当前针对战术互联网干扰效果的研究文献及资料有很多，得到了较为深入的研究成果[1-5]。文献[4]中针对Ad hoc网络的特点，在分析美军SINCGARS电台之间的协议及标准的基础上，着重对其干扰效果进行了评估。这些文献尽管给出较为有价值的参考，但是依然没有对战术互联网进行有效的整网干扰效果评估。

1 战术互联网网络架构

最新版军语中给出了战术互联网的定义，即通过网络互连协议（IP协议），将战术电台网、野战综合业务数字网等各类通信网络、系统和信息终端设备连为一体的机动战术通信系统[6]。简单地讲，战术互联网由战术电台互联网和野战综合业务数字网组成，其中战术电台互联网包括短波、超短波以及高速数据电台[7，8]。美军战术互联网如图1所示。

由上述战术互联网的定义及美军战术互联网的组成可以看出，战术电台互联网与野战综合业务数字网（美军称之为野战地域通信网）属于不同的网络，无论是网络体系架构、协议，还是组织运用形式都存在很大的区别，如战术电台互联网主要以Ad hoc网络结构为主，组织运用战术子网的随遇接入；野战综合业务数字网则是以ATM交换机为主的骨干网络。针对整网的干扰效果评估方法如果单纯地考虑针对其中一种的干扰效果会有失偏颇，必须综合考虑对单网及整网的整体干扰效果进行评价。

2 链路与整网融合式的干扰评估方法

对战术互联网的干扰评估既要建立对网络中各个子网链路的评估，更要对整网进行评估。下面主要从指标体系和评估方法等方面分析链路与整网融合式的干扰效果评估方法。

2.1 指标体系构建

2.1.1 链路干扰指标体系

从应用层次上划分，无论是战术电台互联网中超短波电台子网、短波电台子网、高速数据电台子网还是野战综合业务数字网，针对战术互联网中的干扰效果都可以从干扰后的传输速度、传输可靠性以及传输准确度降低程度进行评价，因此从这些指标可以得出评估链路干扰效果，如表1所示。

（1）IP包传输时延（IPTD）。在网络中受到干扰后，发送成功的所有数据分组的端到端传输时延在整个仿真过程中的统计值。对于任意一个数据分组报文来说，其在源节点被发送出去的时刻与该数据包在目的节点被成功接收的时刻之间的时间间隔就是这次数据传输具体的端到端时延，包括路由建立时间、分组转发时间和分组队列等待时间，单位为秒。端到端平均时延越小，说明受到的干扰越低，发送数据分组的性能越好；（2）IP包时延抖动（IPDV）。定义为同一数据流中，两个包的单向延迟之差。在数据包传送应用中，根据IP包时延变化情况可以衡量网络在受到攻击后，重传机制的优劣，与链路带宽、链路使用率相关，是评价链路抗干扰性能的重要指标；（3）IP包误差率（IPER）。IP包误差率是错误IP包传送结果与成功IP包传送结果加错误IP包传送之和的比值；（4）IP包丢失率（IPLR）。IP包丢失率是丢失的IP包传送结果与所有IP包的比值，与分组投递率为互补关系。分组投递率的值越大，说明在传输过程中被丢弃掉的数据分组的数量越少，受到的干扰越低。该参数统计的分组是指用户数据分组，并不包括路由控制消息分组。

IP包误差率、IP包丢失率直接反映了战术互联网受到干扰后的链路状态。

2.1.2 整网指标体系

战术互联网网络受到干扰或攻击后，更多地采用反映网络失效的指标进行评价，如业务稳健性反映网络性能的通用特性，网络稳健性反映网络的专用特性或者结构特性，包括网络拓扑的可靠性、连通性、抗毁性、脆弱性和鲁棒性等诸多评价因素，这些底层因素相互制约影响，很难进行有效区分，因此从受干扰后的网络情况来看，基本可以归结为网络故障率和网络拓扑恢复效率。网络建网效率反映链路接入机制合理性，网络恢复效率与网络重构时间相关，形成指标体系，如图2所示。

每一个指标体系计算及说明如表2所示。

2.2 评估算法

在对链路进行干扰效果评估时，需要针对上述链路指标进行测试，指标的测试方法相对比较简单，如受扰后传输时延测试中，发送端及接受端同步的情况下，發送端发送打上时间标示和组数的IP包100组，接收端记录所收到对应IP包组到达的时间标示，通过两个时间标示之差计算受到干扰后的单向时延。其他测试方法这里不再赘述。在获得指标测试数据的基础上，还需确定每一个节点和链路的重要程度，利用节点收缩法可以确定节点及链路的权值。

目前存在的网络评估算法比较多，一般情况下，按照上述指标体系的划分方法，可以采用层次分析法（AHP）进行计算。层次分析法比较成熟，需要指出的是，在利用该方法进行整网效能评估时，某个单项指标尽管其权重并不是很高，但当该指标取值趋于该指标的极限时，可能导致整网性能骤降。如战术电台互联网中存在的信令台，如果其受到攻击或失效，则通话双方成功率趋近于0，整个网络处于瘫痪状态。因此，在实际运用中，针对战术互联网整网性能评估必须要充分考虑指标取值极限，无论何种评估算法都不能单纯地依据数学计算进行，还必须依据实际装备体系和组织运用方式进行综合考虑。

2.3 软件实现

网络干扰效果评估系统接收到各个指标数据后，在网络评估界面中可对链路或整网进行评估，整网评估界面如图3所示。

3 结 论

上述给出了一种基于链路和整网的战术互联网干扰效果评估方法，这为战术互联网受到攻击后的评估提供了较为有效的评价方法。当然，针对战术互联网的干扰效果评估方法还有很多工作要做，主要包括：干扰效果指标体系的完善，如整网干扰效果评估中是否已经包含了反映整网性能的所有指标；整网干扰性能评估算法优化等。所有这些工作都需要后续进一步进行深入研究。

参考文献：

[1] 赵彦超.面向无线网络吞吐量优化的干扰模型研究 [D].南京：南京大学，2015.

[2] 王渊，霍景河，张斌.基于网络拓扑结构的战术互联网抗毁性评估方法研究 [J].信息通信，2015（6）：41-42.

[3] 孙言强.无线传感器网络中干扰攻击关键技术研究 [D].长沙：国防科学技术大学，2012.

[4] 陈植林，蔡晓霞，陈红，等.战术互联网子网干扰效果评估 [J].火力与指挥控制，2016，41（4）：126-130.

[5] 王帅，陈立云，卢昱，等.战术移动自组织网络应用仿真及评估 [J].军械工程学院学报，2017，29（3）：54-58.

[6] 中国人民解放军军语 [M].北京：解放军战士出版社，1982.

[7] 阎瑾.美军战术互联网体系架构研究 [J].通信技术，2011，44（9）：105-107.

[8] 霍景河，李红领.战术通信系统 [M].北京：国防工业出版社，2016.

作者简介：李红领（1978-），男，汉族，河南新乡人，讲师，硕士研究生。研究方向：军事通信。