摘要：雙網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)是保證外場測控裝備和指控中心測控計算機(jī)系統(tǒng)之間信息可靠傳輸?shù)闹匾�措施。在確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可靠性基礎(chǔ)上，為使轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀齊全且不重復(fù)，文中設(shè)計了直傳法和綜合處理法兩種雙網(wǎng)對雙網(wǎng)數(shù)據(jù)通信處理方式，這兩種處理方式已在靶場內(nèi)外場通信實踐中得到了具體應(yīng)用。結(jié)果表明，提出的兩種方法均具有高可靠性，能實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀齊全且不重復(fù)，應(yīng)用時可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點加以選擇。

　　關(guān)鍵詞：飛行器試驗,數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā),高可靠性,試驗信息網(wǎng)

　　為確保測控數(shù)據(jù)可靠傳輸，飛行器試驗測控通信系統(tǒng)所建立的試驗通信網(wǎng)和指控中心測控計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部試驗信息網(wǎng)通常都為相互獨(dú)立的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)[1]。在進(jìn)行飛行器飛行試驗時，布設(shè)在外場各站點的測控裝備需將測控數(shù)據(jù)通過試驗通信網(wǎng)實時傳輸?shù)街笓]控制中心[2]，由指控中心的測控計算機(jī)系統(tǒng)中的通信服務(wù)器接收并通過系統(tǒng)內(nèi)部試驗信息網(wǎng)發(fā)送給系統(tǒng)內(nèi)各數(shù)據(jù)處理計算機(jī)，各計算機(jī)所形成的重要數(shù)據(jù)再通過試驗信息網(wǎng)發(fā)送給通信服務(wù)器[3]，由通信服務(wù)器通過試驗通信網(wǎng)發(fā)送給各測控裝備[4]。

　　在上述過程中通信服務(wù)器起到了指控中心與外場裝備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)作用，它分別與試驗通信網(wǎng)即外場雙網(wǎng)和試驗信息網(wǎng)即內(nèi)場雙網(wǎng)共4個網(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，形成“主機(jī)/副機(jī)”工作方式，即兩臺服務(wù)器同時工作，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)器既要將外場雙網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)場雙網(wǎng)，又要將內(nèi)場雙網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給外場雙網(wǎng)，而無論是外場雙網(wǎng)還是內(nèi)場雙網(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)對于每個接收網(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)場網(wǎng)與外場網(wǎng)共4個網(wǎng)之間數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系，即確定從哪個網(wǎng)接收的數(shù)據(jù)直接從另外哪個網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)出去，這個關(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。有兩個方向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，一是內(nèi)場數(shù)據(jù)向外場轉(zhuǎn)發(fā)，二是外場數(shù)據(jù)向內(nèi)場轉(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)。

　　2綜合處理法

　　通信服務(wù)器從對等的雙網(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，不能向同一個網(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)比對法和傳輸頻率判斷法[13]。

　　2.1特征數(shù)據(jù)比對法

　　特征數(shù)據(jù)比對法是指對所轉(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，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。通信服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)幀后，對新舊特征值進(jìn)行比對;(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。

　　2.2傳輸頻率判斷法

　　傳輸頻率判斷法是對特征數(shù)據(jù)比對法的一種補(bǔ)充，是對某些數(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，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)接收時間之差，如果大于某個門限值，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)幀的接收時間，用于進(jìn)行下一幀數(shù)據(jù)比對。

　　(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作為接收時間間隔判斷值;(2)定義接收時間結(jié)構(gòu)。用于記錄數(shù)據(jù)幀最新轉(zhuǎn)發(fā)幀的接收時間;(3)進(jìn)行接收時間間隔比對。通信服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)幀后獲取該數(shù)據(jù)幀的接收時間，與接收時間結(jié)構(gòu)中記錄的時間進(jìn)行比對;(4)轉(zhuǎn)發(fā)處理。如果兩個數(shù)據(jù)幀接收時間差小于門限值，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)幀接收時間用于后續(xù)比對。

　　3轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)測試與結(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)，測試兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式的丟包率。測試結(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)點是轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系有多種，每種都簡單明了，不涉及所轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的內(nèi)容，軟件實現(xiàn)過程簡單，缺點是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可靠性有所降低，4個網(wǎng)中一旦有一個網(wǎng)故障，則數(shù)據(jù)可能丟失。綜合處理法優(yōu)點是不丟失數(shù)據(jù)，向每個網(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，軟件實現(xiàn)過程較為復(fù)雜。

　　4結(jié)束語

　　在飛行器試驗中，通信服務(wù)器連接著兩個對等的外場網(wǎng)和兩個對等的內(nèi)場網(wǎng)，并負(fù)責(zé)內(nèi)、外場數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)。本文提出的在雙網(wǎng)對雙網(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)場網(wǎng)與外場網(wǎng)4個網(wǎng)之間數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系，即確定哪個網(wǎng)接收的數(shù)據(jù)直接從另外哪個網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)出去;而綜合處理法則是通過對已發(fā)送的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容或傳輸頻率進(jìn)行比對分析，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)在某飛行器試驗場測控中心計算機(jī)系統(tǒng)中得以應(yīng)用，運(yùn)行高效、可靠。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]黃學(xué)德.飛行器測控系統(tǒng)[M].北京:國防工業(yè)出版社，2000.

　　[2]翟中英，閆朝星.無人機(jī)測控通信自組網(wǎng)技術(shù)綜述[J].遙測遙控，2018，39(4):66-73.

　　[3]鄭宗漢.實時系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2003.[4]楊俊，屈景怡，吳仁彪.基于雙網(wǎng)的高可靠UDP通信方法[J]計算機(jī)工程與設(shè)計，2016，37(3):567-570，608.

　　[5]曾秋芬，陳特放，劉毅斌.列車通信網(wǎng)線路冗余研究[J].計算機(jī)測量與控制，2009，17(6):1199-1200.

　　[6]王學(xué)慧，靳斌，梁凱，劉亮，劉貴，王藝.雙網(wǎng)通信模式測控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2014(1):66-70.

　　[7]李日永，金芳，鄭緒剛.測控數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2016(10):60-64.

　　[8]張樹東，張蓓.基于均勻分布的機(jī)會網(wǎng)絡(luò)消息轉(zhuǎn)發(fā)策略[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2017，34(2):164-168.

　　相關(guān)期刊推薦：《計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)》(半月刊)創(chuàng)刊于1975年，由信息產(chǎn)業(yè)部電子無線通信專業(yè)情報網(wǎng)主辦。本刊辦刊宗旨為認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家對科技期刊制定的有關(guān)政策和法規(guī)，堅持本刊的電子技術(shù)類科技期刊屬性，充分發(fā)揮本刊科技信息載體的作用，堅持立足IT業(yè)，以信息網(wǎng)絡(luò)為中心，計算機(jī)與通信相結(jié)合;新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用與市信息相結(jié)合，面向大眾，著眼實用;堅持普及與提高相結(jié)合，報道內(nèi)容既要以普及為主，又要有一定的有技術(shù)含量的論文，以滿足各層次讀者的需要，以提高其社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。