一種帶寬受限環(huán)境下的海戰(zhàn)場(chǎng)柵格服務(wù)自適應(yīng)描述方法*

李 明

(武漢市江夏區(qū)藏龍北路1號(hào) 武漢 430205)

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一種帶寬受限環(huán)境下的海戰(zhàn)場(chǎng)柵格服務(wù)自適應(yīng)描述方法*

李 明

(武漢市江夏區(qū)藏龍北路1號(hào) 武漢 430205)

針對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)帶寬受限環(huán)境下可能存在的通信質(zhì)量不穩(wěn)、信息傳輸不同步等問(wèn)題,論文提出了一種帶寬受限環(huán)境下的海戰(zhàn)場(chǎng)柵格服務(wù)自適應(yīng)描述方法。定義了帶寬受限的分級(jí)方法,設(shè)計(jì)了衡量服務(wù)描述文件的指標(biāo)參數(shù):重要性等級(jí)、實(shí)時(shí)性等級(jí)和修正參數(shù),并以此計(jì)算形成服務(wù)綜合性重要參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)帶寬分級(jí)以及綜合性重要參數(shù)對(duì)服務(wù)描述文件的格式、更新方法和更新頻率進(jìn)行自適應(yīng)簡(jiǎn)化,給出了具體的簡(jiǎn)化算法及應(yīng)用實(shí)例。在Exata環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能有效降低帶寬受限環(huán)境下柵格節(jié)點(diǎn)的接入時(shí)間及服務(wù)響應(yīng)時(shí)間,具備較好的可行性及可操作性。

帶寬受限; 海戰(zhàn)場(chǎng)柵格; 服務(wù)描述; 自適應(yīng)

Class Number TN915.02

1 引言

海戰(zhàn)場(chǎng)柵格網(wǎng)絡(luò)融合了多種異構(gòu)通信方式,具有通信資源受限、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、拓?fù)洳粩嘧兓鹊湫吞卣?造成了柵格網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供給能力的短板效應(yīng)[1]。海戰(zhàn)場(chǎng)柵格網(wǎng)絡(luò)由于帶寬受限往往存在著傳輸效率不高、通信質(zhì)量不穩(wěn)、信息更新不同步等問(wèn)題[2],從而降低了海戰(zhàn)場(chǎng)的全局通信效率,影響了軍事信息系統(tǒng)的決策優(yōu)勢(shì)。研究帶寬受限情況下的海戰(zhàn)場(chǎng)柵格服務(wù)支撐技術(shù),分析海戰(zhàn)場(chǎng)帶寬受限的主要特點(diǎn)及其約束條件,探索帶寬受限情況下柵格網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)描述文件優(yōu)化及通信資源整合機(jī)制逐漸成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[3～5]。文獻(xiàn)[6]針對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)帶寬受限的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),提出了一種分布式資源分配算法,通過(guò)定義異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù),將帶寬分配問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)帶有線形約束條件的凸優(yōu)化問(wèn)題,文獻(xiàn)[7]針對(duì)多種作戰(zhàn)場(chǎng)景提出了一種基于效用的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法,有效地降低了終端節(jié)點(diǎn)的接入失敗率。文獻(xiàn)[8]提出了一種基于分布式博弈理論的自適應(yīng)帶寬分配方法,通過(guò)分配帶寬資源給不同的應(yīng)用以最大化網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù),并通過(guò)證明達(dá)到納什均衡點(diǎn)。文獻(xiàn)[9]提供了一種通用的服務(wù)描述算法,將通信資源有效分配給請(qǐng)求資源的服務(wù),并在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下提供可觀的服務(wù)Qos等級(jí)。

上述文獻(xiàn)多從帶寬分配優(yōu)化技術(shù)以及服務(wù)描述文件的Qos方面來(lái)考慮提高服務(wù)傳輸質(zhì)量,沒(méi)有充分考慮在限定帶寬提條件下如何有效的均衡傳輸資源的占用率及服務(wù)描述的完備性與重要性,尤其是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓笕绾蝿?dòng)態(tài)的調(diào)整服務(wù)描述文件以滿足實(shí)際需求等問(wèn)題。本文從服務(wù)描述文件的綜合重要性計(jì)算以及描述文件的更新算法兩方面,提出了一種帶寬受限環(huán)境下的海戰(zhàn)場(chǎng)柵格服務(wù)自適應(yīng)描述方法,定義了帶寬受限的分級(jí)方法,并根據(jù)帶寬分級(jí)進(jìn)行服務(wù)描述文件的自適應(yīng)簡(jiǎn)化,能有效提高帶寬受限環(huán)境下服務(wù)的接入時(shí)間及響應(yīng)時(shí)間,在惡劣的海戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境中保證通信質(zhì)量,為通信請(qǐng)求提供透明的、優(yōu)化的、經(jīng)全局統(tǒng)籌的服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)基礎(chǔ),保障海上一體化信息系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量及通信效率。

2 帶寬受限條件下的服務(wù)自適應(yīng)描述方法

帶寬受限條件下的海戰(zhàn)場(chǎng)信息柵格網(wǎng)絡(luò)中,如果使用統(tǒng)一而詳盡的服務(wù)描述文件,盡管充分保證了描述的完備性和選擇的最優(yōu)化,但是詳盡的服務(wù)描述文件會(huì)占用更多的存儲(chǔ)資源和傳輸資源,在帶寬不穩(wěn)定、帶寬受限等復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中,并不一定能夠發(fā)揮出應(yīng)有的效果,可能會(huì)因?yàn)閹挷蛔銓?dǎo)致傳輸失敗、信息不同步等隱患[10]。因此需要根據(jù)實(shí)際海戰(zhàn)場(chǎng)的帶寬情況設(shè)計(jì)一種描述文件的自適應(yīng)方法。

根據(jù)帶寬情況進(jìn)行分級(jí),不同分級(jí)使用不同詳細(xì)程度的服務(wù)描述文件,從而盡可能確保帶寬受限條件下的通信暢通、指揮協(xié)調(diào),在犧牲一定描述完備性的情況下,保障作戰(zhàn)任務(wù)的順利實(shí)施。

2.1 帶寬受限的分級(jí)方法

在海戰(zhàn)場(chǎng)柵格網(wǎng)絡(luò)可能存在帶寬受限問(wèn)題的情況下,要保障通信暢通和指揮協(xié)調(diào),需要在帶寬受限時(shí),犧牲一部分非重要信息的描述完備性來(lái)保障任務(wù)的正常進(jìn)行。

根據(jù)帶寬情況對(duì)柵格網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí),在不同分級(jí)下采用不同詳細(xì)程度的服務(wù)描述文件,盡可能保障任務(wù)的正常進(jìn)行[11]。

1) 流暢級(jí)

當(dāng)帶寬大于等于4M時(shí),定義柵格網(wǎng)絡(luò)為流暢級(jí),此時(shí)采用最完備的服務(wù)描述文件,并在每次更新時(shí)詳細(xì)比對(duì)服務(wù)描述文件的一致性。

2) 普通級(jí)

當(dāng)帶寬介于512k與4M之間時(shí),定義柵格網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)級(jí),此時(shí)采用完備的服務(wù)描述文件,但不在每次更新時(shí)詳細(xì)比對(duì)服務(wù)描述文件的一致性,固定一段時(shí)間比對(duì)一次描述文件的一致性。

3) 受限級(jí)

當(dāng)帶寬小于512k時(shí),定義柵格網(wǎng)絡(luò)為受限級(jí),此時(shí)采用簡(jiǎn)化版本的服務(wù)描述文件,使用簡(jiǎn)單的報(bào)文實(shí)現(xiàn)描述文件的更新工作,很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行一次文件一致性的比照流程。

2.2 根據(jù)帶寬受限分級(jí)進(jìn)行服務(wù)描述文件的自適應(yīng)方法

根據(jù)帶寬受限分級(jí)對(duì)服務(wù)描述文件的格式、更新方法和更新頻率進(jìn)行自適應(yīng)設(shè)定。本文主要從服務(wù)文件的描述詳細(xì)程度以及更新機(jī)制兩方面來(lái)進(jìn)行帶寬受限的服務(wù)自適應(yīng)描述。

1) 根據(jù)帶寬情況采用不同詳細(xì)程度的服務(wù)描述文件,以在帶寬受限時(shí)使用較為簡(jiǎn)潔的服務(wù)描述文件,簡(jiǎn)潔版本的服務(wù)描述文件包含了所有完成作戰(zhàn)任務(wù)所必須的基本信息,而省略了一些不容易發(fā)生變動(dòng)或?qū)植咳蝿?wù)的執(zhí)行沒(méi)有影響的描述信息。使用簡(jiǎn)潔版本的服務(wù)描述文件將確保在帶寬受限條件下服務(wù)描述文件的正常維護(hù)與更新。

2) 根據(jù)帶寬情況采用不同的服務(wù)描述文件更新機(jī)制,確保服務(wù)描述文件的更新與同步盡可能不受帶寬的影響。更新機(jī)制主要涵蓋兩個(gè)要素——更新方法和同步周期;更新方法可以采用單條數(shù)據(jù)更新或全表同步的形式,前者在描述文件更新時(shí),只對(duì)產(chǎn)生變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新;后者則對(duì)整個(gè)描述文件進(jìn)行比對(duì)和同步。顯然前者的數(shù)據(jù)更新量較小但后者更能保證描述文件的一致性。綜合考慮兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),在帶寬受限的情況下采用單條數(shù)據(jù)更新但固定時(shí)間進(jìn)行全表同步的方式。

2.2.1 服務(wù)描述文件的簡(jiǎn)化方法

根據(jù)帶寬受限分級(jí)對(duì)服務(wù)描述文件的格式、更新方法和更新頻率進(jìn)行自適應(yīng)設(shè)定,產(chǎn)生簡(jiǎn)化的服務(wù)描述文件版本,以便在帶寬受限的條件下能夠不影響服務(wù)效能。

服務(wù)描述文件包含了對(duì)服務(wù)進(jìn)行描述的各類信息,對(duì)服務(wù)描述文件進(jìn)行簡(jiǎn)化需要遵循不影響服務(wù)描述文件正常功能的原則,因此需要對(duì)服務(wù)描述文件中包含的各類參數(shù)信息按照一定規(guī)則進(jìn)行分類,然后根據(jù)分類確定簡(jiǎn)化的原則和方法。

服務(wù)描述文件中的信息可以按照重要性和實(shí)時(shí)性這兩個(gè)維度進(jìn)行分類:

1) 服務(wù)描述信息的重要性——依據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的不同定義服務(wù)描述信息的重要性,相對(duì)而言較為重要的服務(wù)描述信息應(yīng)該保留在簡(jiǎn)化后的版本中。

2) 服務(wù)描述信息的實(shí)時(shí)性——與重要性不同,實(shí)時(shí)性主要表現(xiàn)服務(wù)描述信息對(duì)實(shí)時(shí)更新的要求程度,實(shí)時(shí)性越高的屬性通常在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中經(jīng)常變化,而實(shí)時(shí)性較低的屬性可能在整個(gè)任務(wù)過(guò)程中處于惰性狀態(tài),幾乎不發(fā)生變化。

本報(bào)告中將綜合考量服務(wù)描述信息的重要性與實(shí)時(shí)性參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)描述文件的簡(jiǎn)化工作,通過(guò)算法對(duì)服務(wù)描述信息的重要性與實(shí)時(shí)性進(jìn)行綜合考量,以求簡(jiǎn)化方法的規(guī)范性與一致性。

將重要性等級(jí)劃分為三個(gè)等級(jí):

1) 重要等級(jí)3——重要性最高,通常為唯一性標(biāo)識(shí)等信息,缺少重要等級(jí)3的信息通常無(wú)法識(shí)別服務(wù)描述文件。

2) 重要等級(jí)2——重要性較高,通常直接與作戰(zhàn)使命的達(dá)成能力相關(guān),缺少重要等級(jí)2的信息會(huì)影響作戰(zhàn)使命的正常運(yùn)作。

3) 重要等級(jí)1——重要性較低,雖然與作戰(zhàn)使命相關(guān),但是并不會(huì)對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行造成直接的影響。

將實(shí)時(shí)性等級(jí)劃分為三個(gè)等級(jí):

1) 實(shí)時(shí)等級(jí)2——實(shí)時(shí)性最強(qiáng),表明服務(wù)描述信息會(huì)非常頻繁發(fā)生改變,例如服務(wù)的狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)的服務(wù)能力信息等。

2) 實(shí)時(shí)等級(jí)1——具有一定的實(shí)時(shí)性,可能在作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生一些變動(dòng),例如服務(wù)能力的統(tǒng)計(jì)信息,如成功率等。

3) 實(shí)時(shí)等級(jí)0——幾乎對(duì)實(shí)時(shí)性沒(méi)有要求,在作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中呈惰性狀態(tài),例如服務(wù)的UID標(biāo)識(shí)、服務(wù)的固有狀態(tài)信息等。

除了上述的重要性參數(shù)和實(shí)時(shí)性參數(shù)外,額外加入一個(gè)修正參數(shù),修正參數(shù)將根據(jù)某些服務(wù)的實(shí)際情況,對(duì)綜合重要性提供微調(diào)的接口。

綜上所述,本報(bào)告中通過(guò)重要性等級(jí)、實(shí)時(shí)性等級(jí)和修正參數(shù)這三個(gè)變量來(lái)獲得服務(wù)描述信息的綜合重要性參數(shù),公式:

綜合重要性參數(shù)= 重要性等級(jí)*(實(shí)時(shí)性等級(jí)+修正參數(shù))

2.2.2 服務(wù)描述文件標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化方法的應(yīng)用范例

采用XML Schem方式描述雷達(dá)探測(cè)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)文件如圖1所示。其中,雷達(dá)類別包括:警戒式雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)、攻擊雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)等;雷達(dá)的狀態(tài)包括:雷達(dá)系統(tǒng)狀態(tài)、雷達(dá)高壓、天線轉(zhuǎn)速、天線工作方式、對(duì)空通道航跡狀態(tài)、對(duì)海通道航跡狀態(tài)、跟蹤狀態(tài)、跟蹤目標(biāo)數(shù)量等,雷達(dá)類別與雷達(dá)狀態(tài)使用XML Schema中的自定義數(shù)據(jù)類型的。根據(jù)上節(jié)中提出的綜合性重要參數(shù)計(jì)算方法,設(shè)計(jì)雷達(dá)服務(wù)參數(shù)計(jì)算表如表1所示。

表1 雷達(dá)服務(wù)參數(shù)計(jì)算表

圖1 雷達(dá)探測(cè)服務(wù)文件描述

表1中包括了雷達(dá)服務(wù)描述文件中的所有信息,并且對(duì)每項(xiàng)信息設(shè)定了重要性等級(jí)、實(shí)時(shí)性等級(jí)和修正參數(shù),最終獲得了綜合重要性參數(shù)。

在這個(gè)表述文件中,服務(wù)UID為服務(wù)的唯一性標(biāo)識(shí),所以重要性等級(jí)為3,服務(wù)部署參數(shù)和雷達(dá)狀態(tài)信息對(duì)于作戰(zhàn)任務(wù)會(huì)產(chǎn)生重大影響,因此重要性等級(jí)為2,其他描述信息的重要性等級(jí)均為1。從實(shí)時(shí)性方面來(lái)看,服務(wù)UID是永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生變化的,因此為0,同理,大部分的服務(wù)能力元素都是雷達(dá)的預(yù)設(shè)理想狀態(tài),是不會(huì)發(fā)生變化的。而請(qǐng)求時(shí)間、執(zhí)行時(shí)間這些代表服務(wù)實(shí)時(shí)能力信息會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化因此為2,而誤差率成功率等統(tǒng)計(jì)屬性則較少發(fā)生變化,因此為1。在修正參數(shù)方面,服務(wù)UID給了1的修正參數(shù),因?yàn)殡m然服務(wù)UID完全不具備實(shí)時(shí)性,但是不可以在簡(jiǎn)化版本中略去該項(xiàng)。而服務(wù)部署情況則給了-2的修正參數(shù),原因是雖然該項(xiàng)擁有較高的實(shí)時(shí)性和重要性,但是由于在上級(jí)的各類描述文件中必然包含了該服務(wù)的部署情況,屬于冗余描述,可以略去該項(xiàng)。

將綜合重要性參數(shù)大于等于1的服務(wù)描述信息進(jìn)行篩選,得到普通級(jí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的服務(wù)描述信息,如表2所示。

表2 普通級(jí)網(wǎng)格狀態(tài)服務(wù)描述信息

將綜合重要性參數(shù)大于等于2的服務(wù)描述信息進(jìn)行篩選,得到受限級(jí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的服務(wù)描述信息,如表3所示。

表3 受限級(jí)網(wǎng)格狀態(tài)服務(wù)描述信息

2.3 帶寬受限條件下的服務(wù)描述文件更新方法

根據(jù)上述研究思路,在帶寬受限條件下,服務(wù)描述文件不僅僅要進(jìn)行精簡(jiǎn),同時(shí)需要根據(jù)帶寬條件選擇不同的描述文件更新方式。

服務(wù)描述文件以XML文件形式存在,因此可以采用兩種更新方式[12]:

1) 單元素更新法:使用更新指令“元素ID+修改后元素賦值”的形式,對(duì)描述文件中的單元素進(jìn)行更新,這種方法占用系統(tǒng)資源極少,但是長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行全表比對(duì)容易因網(wǎng)絡(luò)延遲等種種客觀原因?qū)е虏煌恢么鎯?chǔ)的描述文件之間存在偏差,因此需要全表比對(duì)進(jìn)行輔助。

2) 全表更新法:在服務(wù)描述文件發(fā)生變動(dòng)時(shí),對(duì)所有存儲(chǔ)有該服務(wù)描述文件的節(jié)點(diǎn)上的描述文件進(jìn)行全表更新,這種方式占用網(wǎng)絡(luò)資源較多,但是相對(duì)安全性更好。同樣全表更新法也需要定時(shí)進(jìn)行全表比對(duì)。

根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的條件,確定更新方式與比對(duì)時(shí)間間隔如表4所示。

表4 不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的服務(wù)描述文件維護(hù)機(jī)制

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 帶寬受限條件下的場(chǎng)景搭建

本文采用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件Exata對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)柵格網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化建模,仿真柵格網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)單元之間的通信方式及通信質(zhì)量,并實(shí)時(shí)顯示柵格網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)單元的地理位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)戰(zhàn)場(chǎng)仿真工具vrforce設(shè)置相應(yīng)的劇情,并將劇情和Exata中仿真的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)動(dòng),通過(guò)驅(qū)動(dòng)劇情運(yùn)行,來(lái)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的性能及相關(guān)參數(shù)。

本文搭建的帶寬受限的典型作戰(zhàn)場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 帶寬受限的典型作戰(zhàn)場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1) 網(wǎng)絡(luò)單元14、8、3、12以及13等岸基節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)有線通信網(wǎng)絡(luò),其通信方式由傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來(lái)模擬并能提供高速數(shù)據(jù)傳輸。

2) 網(wǎng)絡(luò)單元1和2之間的通信通過(guò)無(wú)線鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn),用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬它們之間的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的配置來(lái)設(shè)置帶寬,模擬帶寬受限的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境1。

3) 網(wǎng)絡(luò)單元5、6、7以及網(wǎng)絡(luò)單元4通過(guò)無(wú)線鏈路與網(wǎng)絡(luò)單元14進(jìn)行通信,通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)來(lái)模擬其數(shù)據(jù)通信,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的配置來(lái)設(shè)置帶寬,模擬帶寬受限的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境2。

4) 所有的網(wǎng)絡(luò)單元組成一個(gè)帶寬受限的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.2.1 帶寬受限條件下的節(jié)點(diǎn)接入時(shí)間測(cè)試

圖3 帶寬受限條件下的節(jié)點(diǎn)接入時(shí)間測(cè)試

采用服務(wù)器虛擬100個(gè)固定節(jié)點(diǎn),用Exata工具虛擬20個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn),模擬帶寬環(huán)境為10M。其中固定節(jié)點(diǎn)包含的服務(wù)平均數(shù)量為17個(gè),移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包含的服務(wù)平均數(shù)量為6個(gè)。在有限帶寬下進(jìn)行節(jié)點(diǎn)注冊(cè)接入測(cè)試,新接入的節(jié)點(diǎn)中包含的服務(wù)數(shù)量為10～25個(gè)不等。測(cè)試結(jié)果如圖3所示,其中:橫坐標(biāo)代表接入的新節(jié)點(diǎn)序號(hào),縱坐標(biāo)代表節(jié)點(diǎn)接入所花費(fèi)的時(shí)間(以秒來(lái)統(tǒng)計(jì))。從圖3中可以看出,采用服務(wù)自適應(yīng)描述算法前,在包含120個(gè)節(jié)點(diǎn)的柵格網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化環(huán)境中,新注冊(cè)的節(jié)點(diǎn)接入時(shí)間基本在40s內(nèi)(最大為32.17s)。采用服務(wù)自適應(yīng)描述算法后,在同樣環(huán)境下進(jìn)行節(jié)點(diǎn)注冊(cè)時(shí)間測(cè)試,新注冊(cè)節(jié)點(diǎn)的接入時(shí)間基本在15s內(nèi)(最大為13.35s),接入時(shí)間減少了近半。

3.2.2 帶寬受限條件下的服務(wù)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試

在上述同樣環(huán)境下,選取100個(gè)固定節(jié)點(diǎn),模擬帶寬環(huán)境為1M,進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試。選取柵格資源管理服務(wù)、發(fā)現(xiàn)服務(wù)、注冊(cè)服務(wù)、節(jié)點(diǎn)注冊(cè)服務(wù)、節(jié)點(diǎn)索引服務(wù)、節(jié)點(diǎn)監(jiān)控服務(wù)、共享服務(wù)、流程編排服務(wù)、權(quán)限管理服務(wù)、集成服務(wù)等核心服務(wù)進(jìn)行壓力測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如圖4所示,其中:橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)選取的服務(wù)名稱,縱坐標(biāo)代表服務(wù)響應(yīng)所花費(fèi)的時(shí)間(以秒來(lái)統(tǒng)計(jì))。從圖4中可以看出,采用服務(wù)自適應(yīng)描述算法前,服務(wù)響應(yīng)時(shí)間基本在9s內(nèi)(最大為8.52s);采用服務(wù)自適應(yīng)描述算法后,服務(wù)響應(yīng)時(shí)間基本在4s內(nèi)(最大為3.76s),比采用改進(jìn)算法之前平均響應(yīng)時(shí)間均有縮短。

圖4 帶寬受限條件下的服務(wù)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種帶寬受限環(huán)境下的服務(wù)自適應(yīng)描述方法,為海戰(zhàn)場(chǎng)柵格帶寬受限條件下的通信網(wǎng)絡(luò)提高傳輸效率及通信質(zhì)量。采用提出的服務(wù)描述文件簡(jiǎn)化方法,將服務(wù)描述文件參數(shù)進(jìn)行分類定義,計(jì)算服務(wù)的綜合性重要參數(shù)。當(dāng)帶寬條件允許時(shí),盡可能多的保留綜合性重要程度高的參數(shù),使得服務(wù)描述文件更完備,以確保帶寬受限條件下的通信暢通、指揮協(xié)調(diào)。反之,當(dāng)帶寬條件有限時(shí),舍棄部分綜合性重要程度低的參數(shù),保障作戰(zhàn)任務(wù)的順利實(shí)施。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提算法能有效提高帶寬受限環(huán)境下異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的接入時(shí)間及服務(wù)平均響應(yīng)時(shí)間。服務(wù)描述文件涉及的參數(shù)較多,參數(shù)分類時(shí)級(jí)別定義太粗將會(huì)導(dǎo)致算法起不到應(yīng)有的簡(jiǎn)化效果,而級(jí)別定義太細(xì)又會(huì)對(duì)帶寬資源的占用率達(dá)不到明顯的減少效果,如何合理地進(jìn)行服務(wù)描述文件分類將是本文下一步要考慮的問(wèn)題。

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An Adaptive Description Method for Sea Battlefield Grid Services under the Bandwidth Constrained Environment

LI Ming

(No.1 Canglong North Road, Jiangxia District, Wuhan 430205)

Aiming at the problem that the instability of the communication quality and the information transmission is not synchronized in the bandwidth constrained environment of the sea battlefield, this paper presents a method of adaptive description of the sea battlefield grid services under the bandwidth constrained environment. The classification method of bandwidth constrained is defined, and the index parameters of the service description file are designed, such as the importance level, the real-time level and the correction parameters. On this basis, the format of service description files, update method and update frequency is simplified adaptively according to which, the specific simplified algorithm and application examples is given. Simulation experiments in Exata show that this method can effectively reduce the access time and service response time of grid nodes in the bandwidth constrained environment, and have good feasibility and operability.

bandwidth constrained, sea battlefield grid, service description, adaptive

2015年6月2日,

2015年7月28日

李明,男,高級(jí)工程師,研究方向:船載指揮系統(tǒng)。

TN915.02

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.12.009