战术互联网综合规划系统研究与实现

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战术互联网是20世纪80年代诞生的新型军事通信网络,其通过将战场环境中的传感器、武器平台以及决策者进行网络化连接,提升了部队的整体作战效能。战术互联网的构建完全依赖于作战任务需求,在网络规划时需要以部队的战术建制为骨架,兼顾节点的网络职能与各指挥层级间的具体业务传输需求,确定场景内各子网的网络连通方式,最终确保战场内业务传输的有效性。近些年来,随着网络中心战(Network Centric Warfare,NCW)理念的快速发展,战术互联网被赋予越来越重要的战场使命。其网络规模不断扩大且网络结构愈发复杂,同时各层级子网内的战术业务性能需求各异,这导致很难通过人工手段对战术互联网实现高效而完备的规划。因此,需要一个具有规则化构建战术互联网规划方案功能的软件辅助网络规划流程,这也正是本课题的研究目的所在。本文以基于作战任务的战术互联网综合规划问题为研究对象,主要研究内容和开发工作包括以下方面:首先,对战术互联网及其关键规划要素进行梳理总结,并以美军综合战术网络规划流程为蓝本,提出了战术互联网标准规划流程;其次,针对战术互联网组织结构的复杂性并结合通信任务需求,提出了六项网络规划约束规则,包括战术建制约束、网络连通约束、组网机动约束、网络容量约束,业务流程约束和通信能力约束。同时,对战术互联网内各层级规划要素进行抽象建模,设计实现了包括“任务需求分析→网络规划求解→规划方案实施”的多阶段战术互联网综合规划算法;然后,以此为理论基础,完成了战术互联网综合规划系统的设计与开发。该规划系统由规划资源模型库、网络拓扑展示、网络规划对象管理、规划方案生成和仿真验证驱动等功能模块构成;最后,本文以旅级建制为规划对象,将系统生成的规划结果输出至仿真核心进行方案验证,实验结果表明规划方案的性能指标满足作战任务需求,可以实现战场环境下信息的高效传输。在针对战术互联网综合规划方法的研究过程中,本文提出了基于任务需求的战术互联网综合规划算法流程,设计并开发了自主可控的战术互联网综合规划系统软件,简化了繁冗易错的网络规划流程,实现了大规模战术互联网规划方案的自动构建,能够辅助战术网络规划设计人员快速规划部署通信方案,对战术互联网的发展具有一定参考价值。
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