杜 乾

中國電信股份有限公司樂山分公司，四川 樂山 614000

無線電通信仿真的大數(shù)據(jù)分布管理

杜 乾

中國電信股份有限公司樂山分公司，四川 樂山 614000

隨著中國無線電行業(yè)的不斷高速發(fā)展，無線電通信仿真的數(shù)據(jù)分布管理也在不斷提升。高層體系結(jié)構(gòu)俗稱HLA，具體在應(yīng)用過程中可以有效地建立起支持建模與仿真的互操作性與可用性?；贖LA這種新型仿真體系結(jié)構(gòu)，對無線通信仿真的數(shù)據(jù)分布管理進(jìn)行了細(xì)致的研究，并以此描繪出一種簡化式的空中交通控制劇本，將其作為無線電通信仿真，設(shè)計(jì)出無線電通信的路由空間，并提供屬性表及互操作參數(shù)表。

無線電；通信仿真；大數(shù)據(jù)分布管理

新時期我國的無線電通信的抗干擾性以及仿真研究應(yīng)主要放在鏈路級和無線電通信級上，并且通過其特殊的手段取得非常顯著的效果。無線電通信的抗干擾無線電通信級仿真則主要通過無線電通信的可靠性及一些實(shí)用性上考慮的。目前，HLA主要包含了規(guī)定定義、接口規(guī)范及對象模板等方面內(nèi)容，HLA中的仿真功能則需要運(yùn)行支撐框架軟件來提供各種服務(wù)，HLA在運(yùn)行中規(guī)定了這些 RTI服務(wù)的種類，在這其中的大數(shù)據(jù)分布管理就是RTI提供服務(wù)的其中一項(xiàng)。

1 HLA技術(shù)的分析

在無線電通信領(lǐng)域高層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的 HLA是一個具有開放的、且全面支持面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)。在具體操作中是用于面向?qū)ο蟮姆椒▉磉M(jìn)行結(jié)構(gòu)化的分析系統(tǒng)，以此來建立不同層次的對象模型。因此在一定程度上不僅增強(qiáng)了仿真系統(tǒng)與仿真部件的重用，同時還能不斷地適應(yīng)發(fā)展變化中的新技術(shù)，滿足無線電復(fù)雜大系統(tǒng)的仿真需要。除此之外，HLA的關(guān)鍵性組成部分是一些較為規(guī)范的接口，其定義在一個位于聯(lián)邦演練中，且支持聯(lián)邦成員的則通過運(yùn)行支持系統(tǒng)的 RTI來是實(shí)現(xiàn)成員之間的相互對話以及協(xié)同作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。

2 無線電通信劇本的設(shè)定

無線電通電劇本的設(shè)計(jì)原理是在模擬空中交通控制的通信互操作，具體圖樣如圖 1所示。在空中交通控制中，其中的每一個控制中心管理范圍內(nèi)各自區(qū)域的交通工具，如飛機(jī)、坦克等進(jìn)行有效控制。在此，本文會在接下來的論述中以飛機(jī)為案例來系統(tǒng)的描述劇本，并將控制中心同飛機(jī)間通過無線電來進(jìn)行實(shí)時通信。

圖1 無線電通信劇本設(shè)計(jì)圖

根據(jù)圖中的劇本設(shè)定，可以得出每一個地理區(qū)域內(nèi)都會有一個控制中心，表明控制中心在所屬的地理范圍內(nèi)有著全部的操控權(quán)，只有在管轄范圍內(nèi)的飛機(jī)均在控制之中，其控制中心必須十分清楚的得知飛機(jī)在區(qū)域內(nèi)所要進(jìn)行下一步的目標(biāo)位置，或是與其他控制中心保持聯(lián)系，從而便于對自己所控制區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)下達(dá)進(jìn)一步的指令。飛機(jī)在收到控制中心的指令后通常都會前往目標(biāo)所在地，一旦到達(dá)指定位置后就會向控制中心報告自己當(dāng)前的具體位置，并等待著控制中心重新下達(dá)最新的指令。在此過程中會出現(xiàn)一種情況，當(dāng)飛機(jī)收到所在區(qū)域 A的控制中心發(fā)來的指令要求前往區(qū)域B，則該飛機(jī)需要調(diào)整到同區(qū)域B一樣的頻率來與控制中心 B取得聯(lián)系，這樣就表明此架飛機(jī)受到控制中心B的控制，并起航前往B區(qū)域的目標(biāo)位置。通常情況下，控制中心只會與本區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)保持通信，但是當(dāng)飛機(jī)跨區(qū)域飛行時，控制中心才會同區(qū)域外的飛機(jī)進(jìn)行通信。此時為了簡化劇本，可以設(shè)定無線電傳輸距離不受限制，通信的質(zhì)量才能不再受位置及場強(qiáng)的制約。

3 無線電通信仿真路由空間設(shè)計(jì)

3.1 路由空間的基本概念

為了加強(qiáng)對有效數(shù)據(jù)分布進(jìn)行系統(tǒng)管理，HLA系統(tǒng)構(gòu)造了路由空間概念。在此被科技界分為多種定義類別，分別是：

其一，路由空間是由一個或者多個坐標(biāo)系統(tǒng)組成，通過該坐標(biāo)系統(tǒng)的聯(lián)邦成員來表達(dá)出需要接收的數(shù)據(jù)及需要發(fā)送的數(shù)據(jù)[1]。

其二，訂購區(qū)的定義是指在路由范圍內(nèi)劃定一個子區(qū)域用于表示仿真成員間需要接收到的數(shù)據(jù)范圍。

其三，更改區(qū)的定義是指在路由空間范圍內(nèi)對對象的坐標(biāo)值會隨時間變化出的軌跡。

因此，當(dāng)某對象的更改區(qū)同仿真成員的訂購區(qū)出現(xiàn)重合疊加時，與疊加區(qū)域相關(guān)的屬性及操作值二者就會發(fā)送給訂購的仿真成員。如圖2所示。

圖2 二維路由空間示意圖

圖 2所展示出的是一個二維路由空間，其中所展示出的有一個更改區(qū)U1和兩個訂購區(qū)S1和S2。圖中U1和S1相互疊加了一部分，由此可見與U1相關(guān)的屬性及互操作就通過DDM被指定發(fā)送至定義為S1的仿真成員那里。而U1和S2并沒有疊加在一起，因此就產(chǎn)生出U1的仿真成員不通過DDM發(fā)送到定義為S2的仿真成員當(dāng)中。

3.2 無線電通信仿真路由空間設(shè)計(jì)

路由空間設(shè)計(jì)主要從三個方面的因素上進(jìn)行考慮：首先是路由空間中的各項(xiàng)參數(shù)范圍及含義必須要明確；其次是要明確哪些對象類及互操作類允許放在路由空間；最后，設(shè)計(jì)成的路由空間必須要便于進(jìn)行劃分，以此來使得各種定購更加便捷。上述所闡述的無線電通信劇本中，最為重要的就是頻率，并且頻率的變化范圍很大，可以是隨意的離散值。因此頻率值是作為數(shù)據(jù)分布管理主要判據(jù)之一，設(shè)計(jì)理由空間只需要定義一維空間即可，用“頻率”當(dāng)作名稱，并利用頻率值開始進(jìn)行匹配。圖 2中的訂購區(qū)和更改區(qū)都要借助路由空間來利用頻率對訂購和聲明的各種頻率實(shí)行枚舉，再通過對枚舉表的匹配成果來決定需要發(fā)送的對象。

4 無線電通信仿真分布管理特性

以往傳統(tǒng)無線電遠(yuǎn)程通信解決方法已經(jīng)不再適應(yīng)新時期下的無線電通信，其過分依賴于集中的分級控制方案，而在管理程序控制以及無線電通電單元層是對以下命令進(jìn)行的協(xié)調(diào)，一般情況下都會經(jīng)過分級網(wǎng)的幾個層。因此為了較好地實(shí)現(xiàn)無線電通信管理，必須要建立一個分布管理結(jié)構(gòu)。其具體的原因有以下幾點(diǎn)：其一，在無線電通信管理區(qū)域范圍內(nèi)，無線電通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)目是不斷變化的，當(dāng)前的遠(yuǎn)程通信無限電通信中的節(jié)點(diǎn)數(shù)額在12倍以上。由此可見，對無線電通信運(yùn)行管理控制的集中方案并沒有達(dá)成有效操作和提供升級的作用，這樣就不具備合理性；其二，對遠(yuǎn)程通信的研究中也得出了集中管理方案中的一些弊端，由此提出了使用分布管理任務(wù)的切實(shí)方案。這樣設(shè)計(jì)出的管理方案是十分成功的，在這些方案的管理包含有委托管理概念及一些移動智能體的應(yīng)用。

當(dāng)前社會中的無限電通信服務(wù)模型也僅存于一些操作簡單且自帶尋址信息的項(xiàng)目服務(wù)。因而在這樣的條件下，我們對無線電通信管理功能的需求是受到局限的，只能是限定在單元管理及端對端能力的診斷。隨著科學(xué)信息技術(shù)不斷的深入，未來的無線電通信將會是一個多服務(wù)的平臺，能夠同時支持實(shí)時通信及一些相對復(fù)雜的多用戶服務(wù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文主要基于 HLA的數(shù)據(jù)分布管理基礎(chǔ)上的一種典型情況，即無線電通信仿真DDM，以此來制定出一種簡化的無線電通信劇本。針對空中交通控制劇本來相應(yīng)的設(shè)計(jì)出路由空間，并由此給出了對象屬性及互操作參數(shù)。目前國內(nèi)無線電通信仿真技術(shù)應(yīng)用范圍十分的廣泛，在 C4I系統(tǒng)等國防領(lǐng)域和民航通信控制仿真等民用領(lǐng)域上都發(fā)揮出巨大的作用。

[1]刀學(xué)龍，杜楨.無線電通信仿真的數(shù)據(jù)分布管理[J].價值工程，2013（17）：186-187.

Radio Communications Simulation of the Big Data Distribution Management

Du Qian
Leshan Branch of China Telecom Co., Ltd., Sichuan Leshan 614000

With the rapid development of Chinese radio industry, radio communication simulation data distribution management has also been improved.The high level architecture commonly known as HLA, interoperability and usability of concrete can be effectively established to support modeling and Simulation in the application process, based on the HLA model simulation system, the wireless communication simulation data distribution management is studied in detail,and to describe a simplified air traffic control template, the radio communication simulation, designs the routing space of the radio communication, and provided the corresponding attribute table and interoperation parameter table.

radio; communication simulation; big data distribution management

F49；F621

A

1009-6434（2017）3-0077-02