通信對象及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

孟巖 張平

摘要：為滿足提高業(yè)務(wù)處理自動化能力和提升資源利用效率，降低操作員工作強(qiáng)度的需求，采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)，并基于服務(wù)化和組件化設(shè)計思路，設(shè)計了一種多頻段通信對象及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)短波、超短波和衛(wèi)星等頻段信號監(jiān)測、屬性分析、通信對象分析及通信網(wǎng)絡(luò)分析，形成通信對象和網(wǎng)絡(luò)情報信息。實際測試表明，該系統(tǒng)體系架構(gòu)和功能流程可有效提升多頻段通信對象及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力。

關(guān)鍵詞：多頻段；通信對象；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)分析；SOA

中圖分類號：TP271文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-1739（2019）02-60-3

0引言

隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，短波、超短波、衛(wèi)星等多手段協(xié)同、多平臺互通的組網(wǎng)模式已經(jīng)顯現(xiàn)，各領(lǐng)域通信的體系化、網(wǎng)絡(luò)化日趨成型，對監(jiān)視系統(tǒng)的要求越來越高，全面、高效、自動化地實現(xiàn)通信對象和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)的需求變得極其迫切。目前各種頻段的信號獲取設(shè)備種類繁多，各頻段信號監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)中存在單獨立項、集成度低，造成系統(tǒng)資源綜合利用率偏低，急需通過資源綜合利用和處理能力強(qiáng)化來提升系統(tǒng)的監(jiān)控能力。

通過分布式接入、服務(wù)化和可視化處理實現(xiàn)對多頻段通信對象和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[1]，能夠形成監(jiān)控對象全面、智能化程度高的綜合集成通信信號偵察監(jiān)控體系，滿足現(xiàn)有多頻段通信對象監(jiān)控業(yè)務(wù)需求并適應(yīng)未來發(fā)展需要[2]。

1系統(tǒng)組成

本文提出的多頻段信號網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示，由信號采集設(shè)備、監(jiān)控處理客戶端、信號監(jiān)控處理服務(wù)端和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組成，采用分布式數(shù)據(jù)總線和服務(wù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互[3]。

（1）信號采集設(shè)備

短波信號采集設(shè)備由高性能短波信號接收機(jī)、高性能工控機(jī)、接收機(jī)控制、信號數(shù)據(jù)處理軟件及部署在系統(tǒng)用戶操作計算機(jī)上的短波信號采集軟件組件組成，而超短波/衛(wèi)星信號采集設(shè)備由高性能射頻信號接收機(jī)、高性能工控機(jī)、接收機(jī)控制、信號數(shù)據(jù)處理軟件以及部署在系統(tǒng)用戶操作計算機(jī)上的超短波衛(wèi)星信號采集軟件組件組成。

（2）監(jiān)控處理客戶端

監(jiān)控處理客戶端提供顯示和處理軟件，主要包括信號監(jiān)測控制[4]、信號綜合處理和信號分析整理3部分功能，客戶端是用來提供進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)視和干預(yù)操作的監(jiān)視處理的前臺界面。

（3）監(jiān)控處理服務(wù)端

監(jiān)控處理服務(wù)包括信號屬性監(jiān)控、信號分類統(tǒng)計、通信對象處理及通信網(wǎng)絡(luò)處理等服務(wù)，服務(wù)端是提供給監(jiān)視處理前臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)的后臺處理服務(wù)，能夠?qū)Χ鄠€通信節(jié)點信息、組網(wǎng)特征和通聯(lián)關(guān)系[5]進(jìn)行組網(wǎng)分析，給出網(wǎng)絡(luò)組成關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋄6]。

2系統(tǒng)軟件架構(gòu)

本系統(tǒng)采用SOA面向服務(wù)架構(gòu)[7]，可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。軟件架構(gòu)采用數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)平臺層和應(yīng)用層4層結(jié)構(gòu)，通過分層設(shè)計分離系統(tǒng)復(fù)雜度，減少系統(tǒng)的耦合和依賴，提高內(nèi)聚性，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯和應(yīng)用軟件功能的分離，達(dá)到可支持功能柔性組合、業(yè)務(wù)流程管理和服務(wù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的目的。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

數(shù)據(jù)層是為全系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，由支撐各種業(yè)務(wù)處理的數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)組成。

①服務(wù)層由核心服務(wù)和功能服務(wù)組成，核心服務(wù)層主要承載系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)服務(wù)，包括服務(wù)管理容器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)、日志服務(wù)及數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)等通用基礎(chǔ)服務(wù)。主要服務(wù)由各種可重用的服務(wù)組件構(gòu)成，它們是各種服務(wù)的內(nèi)部實現(xiàn)。服務(wù)組件可以基于SOA思想和本體系結(jié)構(gòu)重新開發(fā)，也可能是對現(xiàn)有成果（各類模型和基礎(chǔ)設(shè)施）進(jìn)行面向服務(wù)的封裝而得到。功能服務(wù)主要有信號屬性監(jiān)控類、信號分類統(tǒng)計類、通信對象處理類及通信網(wǎng)絡(luò)活動處理類等功能服務(wù)。

②業(yè)務(wù)平臺層面向各種具體業(yè)務(wù)流程，提供對各類服務(wù)的組合與編排功能，通過通用業(yè)務(wù)集成管理框架將各類服務(wù)進(jìn)行集成和部署以實現(xiàn)各種典型業(yè)務(wù)處理功能。主要包括通用信號處理平臺、資源管理控制平臺和通用數(shù)據(jù)采集平臺。

③應(yīng)用層是用戶與后臺業(yè)務(wù)處理應(yīng)用進(jìn)行交互以及信息表達(dá)的入口，包括客戶端集成框架和客戶端軟件構(gòu)件組成，在應(yīng)用集成框架上，以構(gòu)件或軟件包的形式集成了信號監(jiān)測、信號綜合處理、信號分析整理等各類構(gòu)件和軟件包。

3系統(tǒng)流程

系統(tǒng)信息流程分為監(jiān)測控制、綜合處理和分析整理，如圖3所示。

①監(jiān)測控制：將訂閱到的信號采集設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，與已知信號屬性進(jìn)行匹配處理，完成信號屬性監(jiān)控，可以根據(jù)規(guī)則進(jìn)行監(jiān)控告警，同時記錄監(jiān)控數(shù)據(jù)，推送給后續(xù)的綜合處理；

②業(yè)務(wù)處理：將訂閱的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)進(jìn)行對象層的信息處理，生成對象編號和活動信息，還可根據(jù)對象間的通聯(lián)特征進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，判斷是否存在已知的通信網(wǎng)絡(luò)；

③綜合分析：將處理后的信號、對象和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從信源、傳輸體制、對象和網(wǎng)絡(luò)角度進(jìn)行調(diào)閱、歸納、總結(jié)，生成對應(yīng)的結(jié)論信息。

4系統(tǒng)實現(xiàn)

該系統(tǒng)目前已經(jīng)調(diào)試結(jié)束并應(yīng)用，通過測試數(shù)據(jù)表明，系統(tǒng)能夠同時對短波、超短波和衛(wèi)星頻段監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視以及異常告警。同時，可進(jìn)行對象和網(wǎng)絡(luò)的信息處理，提高處理的深度和廣度，生成目標(biāo)級的監(jiān)視信息。完成對各類對象和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的整理入庫后，在監(jiān)測、綜合處理階段的可進(jìn)行入庫結(jié)論數(shù)據(jù)的調(diào)閱，實現(xiàn)信號和對象匹配處理，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程的閉環(huán)，主要運行界面如圖4、圖5和圖6所示。

5結(jié)束語

面對多頻段通信對象和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的處理能力弱、業(yè)務(wù)需求增長急切的現(xiàn)狀，借鑒新技術(shù)，采用面向服務(wù)的信息系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計并實現(xiàn)了一種多頻段通信對象和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，通過對短波、超短波、微波和衛(wèi)星等多手段通信對象和網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控、分析、識別和統(tǒng)計，獲得目標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)深層次的情報信息。

該系統(tǒng)采用功能組件化、服務(wù)化的方法，并考慮開放性、擴(kuò)展性設(shè)計，保證了系統(tǒng)的可生長性，支持系統(tǒng)更新擴(kuò)展，能夠適應(yīng)未來業(yè)務(wù)需求變化。在無線電監(jiān)測系統(tǒng)以及相關(guān)應(yīng)用的體系架構(gòu)設(shè)計等方面具有重要的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]梁健，陳皓暉.基于全分布式處理的統(tǒng)一態(tài)勢生成技術(shù)研究[J].無線電工程，2016，46（1）：12-15，24.

[2]曹紅，郭峰，藺振波.基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系構(gòu)建研究[J].信息與電腦：理論版，2017（14）：130-131.

[3]李騰，孫志剛，賈峰.實時發(fā)布/訂閱數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的模型分析[J].無線電工程，2016，46（2）：6-9，18.

[4]王海清.戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)的識別方法[J].無線電通信技術(shù)， 2004，30（3）：47-49.

[5]張宗恕，路正國.基于粗糙集的多源通信網(wǎng)絡(luò)信息分析方法[J].無線電工程，2017，47（5）：1-5.

[6]唐卓，楊紅娃.對抗場景中無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲莼Ｐ脱芯縖J].通信對抗，2015，34（2）：10-13.

[7]谷宏志.基于SOA的遙感衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃框架設(shè)計[J].無線電工程，2014，44（12）：43-47.