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战术数据链的基本功能是在作战单元之间传输消息,消息传输的时效性对作战效果有重要影响。战术数据链只有及时、准确、可靠的将信息提供给作战人员,提高作战人员掌握信息的质量,才有可能使作战人员做出更科学的决策,提升作战效果。本文以美军及我军现役战术数据链为背景,研究战术数据链消息传输时间延迟及其对作战效果影响的分析方法,主要工作包括如下四个方面:(1)提出基于Acyclic-Continuous-Phase-Type(ACPH)分布的战术数据链消息生成模型。给出了ACPH分布拟合数据链消息生成数据的封闭形式EM算法,与传统算法相比,该算法具有拟合能力强、在低阶和高阶都具有较强的数值稳定性的特点,对于具有突发性、较为平滑、未知类型等特点的消息数据均具有较好的拟合效果。给出了ACPH分布随机变量抽样算法,示例分析表明,基于该算法生成的随机数抽样分布概率密度和概率分布曲线与真实的ACPH分布非常接近,两者均值和方差基本相同,相对误差很小。ACPH数据拟合算法及其随机变量抽样算法能够满足战术数据链系统消息生成建模的需求。(2)在分析TDMA数据链消息传输过程的基础上,提出基于ACPH/D/1/K模型分析TDMA数据链不同类型消息传输时延;基于ACPH1+ACPH2/D/1/K模型分析高优先级消息传输时延;基于ACPHA/SA/1/K—ACPHB/SB/1/K模型分析中继消息传输时延。针对确定性分布的Laplace-stieltjes变换为无理函数的问题,研究了基于Padé逼近分析ACPH/D/1/K排队系统虚拟等待时间分布和丢包率的算法。示例分析表明,基于该算法计算的排队系统虚拟等待时间、丢包率、平均时延与仿真结果非常接近,能够满足TDMA数据链时延分析精度要求。(3)建立了战术数据链仿真分层协议模型,设计并实现了战术数据链时延仿真分析平台,给出了消息格式转换流程。基于该平台分别对轮询数据链时延及其影响因素、多网数据链时延及其影响因素和消息生成模型对数据链时延的影响进行了仿真分析。结果表明网络拓扑、站点数量、消息格式转换、消息传输方式、消息生成模型和站点转发策略等因素对消息时延、站点响应时间和时延抖动等指标均有重要影响,分析了上述因素与数据链时延的关系,给出了控制数据链时延等指标的基本原则。(4)通过分析战术数据链对空空作战效果和信息优势的影响,给出了战术数据链对空空作战效果的影响机制。分析战术数据链对空空作战效果的影响,需首先分析战术数据链支持下的空空作战过程,随后分析战术数据链支持下的空战模型,最后应用空战模型计算整个作战任务的作战效果指标。以超视距空战为背景,分析了战术数据链支持下的超视距空战过程,战术数据链时延对超视距空战的影响机制,改进了现有的先敌发射概率模型和先敌发射指数模型,示例分析表明,改进后的模型能够较好的反映战术数据链时延对超视距空战效果的影响。