朱 丹，張必彥

(中國人民解放軍91550部隊(duì)，遼寧 大連 116023)

為確保測(cè)控?cái)?shù)據(jù)可靠傳輸，飛行器試驗(yàn)測(cè)控通信系統(tǒng)所建立的試驗(yàn)通信網(wǎng)和指控中心測(cè)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部試驗(yàn)信息網(wǎng)通常都為相互獨(dú)立的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)[1]。在進(jìn)行飛行器飛行試驗(yàn)時(shí)，布設(shè)在外場(chǎng)各站點(diǎn)的測(cè)控裝備需將測(cè)控?cái)?shù)據(jù)通過試驗(yàn)通信網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街笓]控制中心[2]，由指控中心的測(cè)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通信服務(wù)器接收并通過系統(tǒng)內(nèi)部試驗(yàn)信息網(wǎng)發(fā)送給系統(tǒng)內(nèi)各數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，各計(jì)算機(jī)所形成的重要數(shù)據(jù)再通過試驗(yàn)信息網(wǎng)發(fā)送給通信服務(wù)器[3]，由通信服務(wù)器通過試驗(yàn)通信網(wǎng)發(fā)送給各測(cè)控裝備[4]。在上述過程中通信服務(wù)器起到了指控中心與外場(chǎng)裝備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)作用，它分別與試驗(yàn)通信網(wǎng)即外場(chǎng)雙網(wǎng)和試驗(yàn)信息網(wǎng)即內(nèi)場(chǎng)雙網(wǎng)共4個(gè)網(wǎng)連接[5-6]。當(dāng)然，為提高可靠性，通信服務(wù)器的配置也是兩臺(tái)，形成“主機(jī)/副機(jī)”工作方式，即兩臺(tái)服務(wù)器同時(shí)工作，都接收并處理數(shù)據(jù)，區(qū)別是主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)而副機(jī)不發(fā)送數(shù)據(jù)，主機(jī)與副機(jī)通過“心跳線”相互監(jiān)視，進(jìn)行主、副機(jī)切換，或通過控制節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制命令進(jìn)行主、副機(jī)切換[7]。通信服務(wù)器既要將外場(chǎng)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)場(chǎng)雙網(wǎng)，又要將內(nèi)場(chǎng)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給外場(chǎng)雙網(wǎng)，而無論是外場(chǎng)雙網(wǎng)還是內(nèi)場(chǎng)雙網(wǎng)作為發(fā)送網(wǎng)，兩網(wǎng)所發(fā)的數(shù)據(jù)既有相同的數(shù)據(jù)又有不同的數(shù)據(jù)[8]，在這種雙網(wǎng)對(duì)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)方式下，為確保通信服務(wù)器所轉(zhuǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)對(duì)于每個(gè)接收網(wǎng)來說既完整又不重復(fù)，本文提出了直傳法和綜合處理法兩種措施，通過設(shè)置通信服務(wù)器上的配置文件來確定使用哪種方法[9]。

1 直傳法

該方法直接確定內(nèi)場(chǎng)網(wǎng)與外場(chǎng)網(wǎng)共4個(gè)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系，即確定從哪個(gè)網(wǎng)接收的數(shù)據(jù)直接從另外哪個(gè)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)出去，這個(gè)關(guān)系可在配置文件中設(shè)定，通信服務(wù)器按照轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，進(jìn)行接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)[10]。(1)確定轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系。有兩個(gè)方向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，一是內(nèi)場(chǎng)數(shù)據(jù)向外場(chǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，二是外場(chǎng)數(shù)據(jù)向內(nèi)場(chǎng)轉(zhuǎn)發(fā)；(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。通信服務(wù)器按照確定的轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的直接轉(zhuǎn)發(fā)，流程圖如圖1所示。

圖1 直傳法流程圖

2 綜合處理法

通信服務(wù)器從對(duì)等的雙網(wǎng)接收數(shù)據(jù)幀，其中大量數(shù)據(jù)幀兩兩相同，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，不能向同一個(gè)網(wǎng)重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)相同數(shù)據(jù)幀，必須甩掉一幀[11-12]。該方法包含兩種甩幀方法，分別是特征數(shù)據(jù)比對(duì)法和傳輸頻率判斷法[13]。

2.1 特征數(shù)據(jù)比對(duì)法

特征數(shù)據(jù)比對(duì)法是指對(duì)所轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀序列中具有唯一性特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)已轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀中的特征數(shù)據(jù)有相同的值，說明該幀數(shù)據(jù)已轉(zhuǎn)發(fā)，則甩掉該數(shù)據(jù)幀。具體做法如下：(1)確定特征值。分析數(shù)據(jù)幀格式，確定數(shù)據(jù)幀中的特征數(shù)據(jù)；(2)定義特征值比對(duì)結(jié)構(gòu)。用于描述數(shù)據(jù)幀最新轉(zhuǎn)發(fā)幀中的特征值；(3)進(jìn)行特征值比對(duì)。通信服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)幀后，對(duì)新舊特征值進(jìn)行比對(duì)；(4)轉(zhuǎn)發(fā)處理。

如果接收的新數(shù)據(jù)幀中的特征值與前一個(gè)記錄中的特征值相同，則該數(shù)據(jù)幀為舊數(shù)據(jù)幀，應(yīng)拋棄；否則，為新的數(shù)據(jù)幀，向(內(nèi)/外)雙網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，并記錄新數(shù)據(jù)幀中的特征值，流程圖如圖2所示。

圖2 特征數(shù)據(jù)比對(duì)法流程圖

2.2 傳輸頻率判斷法

傳輸頻率判斷法是對(duì)特征數(shù)據(jù)比對(duì)法的一種補(bǔ)充，是對(duì)某些數(shù)據(jù)幀中無明顯唯一特征，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)特征比對(duì)，但該數(shù)據(jù)幀卻具有固定的傳輸頻率即發(fā)送周期，比較前后相鄰兩幀數(shù)據(jù)接收時(shí)間之差，如果大于某個(gè)門限值，則是新數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；否則直接拋棄。記錄轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的接收時(shí)間，用于進(jìn)行下一幀數(shù)據(jù)比對(duì)。

(1)確定數(shù)據(jù)幀傳輸頻率判斷值(門限)。分析傳遞的數(shù)據(jù)幀發(fā)送周期，取周期值的2/3作為接收時(shí)間間隔判斷值；(2)定義接收時(shí)間結(jié)構(gòu)。用于記錄數(shù)據(jù)幀最新轉(zhuǎn)發(fā)幀的接收時(shí)間；(3)進(jìn)行接收時(shí)間間隔比對(duì)。通信服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)幀后獲取該數(shù)據(jù)幀的接收時(shí)間，與接收時(shí)間結(jié)構(gòu)中記錄的時(shí)間進(jìn)行比對(duì)；(4)轉(zhuǎn)發(fā)處理。

如果兩個(gè)數(shù)據(jù)幀接收時(shí)間差小于門限值，則為重復(fù)幀，應(yīng)拋棄；否則，為新的數(shù)據(jù)幀，向(內(nèi)/外)雙網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，并記錄新數(shù)據(jù)幀接收時(shí)間用于后續(xù)比對(duì)，流程圖如圖3所示。

圖3 傳輸頻率判斷法流程圖

3 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)測(cè)試與結(jié)果分析

分別通過雙內(nèi)網(wǎng)及雙外網(wǎng)向通信服務(wù)器發(fā)送仿真數(shù)據(jù)，測(cè)試兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式的丟包率，結(jié)果見表1。測(cè)試結(jié)果表明，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式均高效、可靠。直傳法的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系有多種，每種都簡(jiǎn)單明了，不涉及所轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的內(nèi)容，軟件實(shí)現(xiàn)過程簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可靠性有所降低，4個(gè)網(wǎng)中一旦有一個(gè)網(wǎng)故障，則數(shù)據(jù)可能丟失。綜合處理法優(yōu)點(diǎn)是不丟失數(shù)據(jù)，向每個(gè)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀完整、齊全且不重復(fù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可靠性非常高，缺點(diǎn)是需了解所轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的內(nèi)容特征或發(fā)送特性，軟件實(shí)現(xiàn)過程較為復(fù)雜。

表1 通信服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)丟包率統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語

在飛行器試驗(yàn)中，通信服務(wù)器連接著兩個(gè)對(duì)等的外場(chǎng)網(wǎng)和兩個(gè)對(duì)等的內(nèi)場(chǎng)網(wǎng)，并負(fù)責(zé)內(nèi)、外場(chǎng)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)。本文提出的在雙網(wǎng)對(duì)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)方式下的兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其中直傳法直接確定內(nèi)場(chǎng)網(wǎng)與外場(chǎng)網(wǎng)4個(gè)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系，即確定哪個(gè)網(wǎng)接收的數(shù)據(jù)直接從另外哪個(gè)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)出去；而綜合處理法則是通過對(duì)已發(fā)送的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容或傳輸頻率進(jìn)行比對(duì)分析，發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，拋棄已發(fā)送過的數(shù)據(jù)幀[14]。本方法已經(jīng)在某飛行器試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得以應(yīng)用，運(yùn)行高效、可靠。