薛灏勣
中国电子科技集团公司第二十研究所 陕西省 710068
摘要：当前军用通信网络的规模和复杂程度日益提高，为了应对不断上涨的用户需求，提高服务质量，就需要对其可靠性进行增强。为此，本文将围绕军用通信网络的可靠性进行分析、研究，并提出切实有效的设计方法，从而提高其运行质量和运行效率，帮助相关部门可以更好的使用军用通信网络。
关键词：军用通信网络；可靠性设计；计算机算法
引言：军用通信网络包含信息传输、交换、上传等多个功能，是一种能够应用安全设备完成一系列军事活动任务的通信系统。优化其相关网络技术既是顺应时代发展的需求，也是通信技术发展的必经之路。在提出军用通信网络可靠性设计方法前，首先要对其可靠性内容进行详细了解。
一、军用通信网络可靠性分析
（一）可靠性概述
可靠性在传统的定义中为设备或系统在符合运行的条件下，能够在规定的时间内完成指定功能的概率。可能性越高说明产品产生故障的可能性就越小，其表达式可使用指数分布进行表示。即：
R=e-AT
其中t表示运行时间，A表示失效率。而对于军用通信网络而言可靠性的定义则是在特定的环境下，能够在预定时间内使用通信网络充分体现通信功能的能力，而可靠性的时间、条件和功能则是工程师判断问题的重要依据，只有技术人员提出令客户满意的相关信息参数，才能保证数据达到使用标准。军用通信网络可靠性不仅与网络结构中的军用设备息息相关，还与结构内的拓扑分布和路由机制有着不可分割的联系[1]。
（二）可靠性测度
军用通信网络的可靠性测度基本可以分为以下四类：一，抗毁性，即是描述网络结构受到人为攻击时，仍能保证系统完成相关任务的能力，测度内容有内聚变、连通性以及脆弱指标；二，生存性，即是反应网络内部元件失效情况的可靠性，其测度指标为可靠度；三，可用性，是可靠性理论中的一个典型度量指标，能够有效反映军用通信网络的修复能力和网络质量，并对于故障状态下的可靠性指标提供参数支持；四，完成性，是指网络故障引起业务性能下滑时的可靠性指标，能够将可靠性与业务性能进行高度融合，形成全新的有效度与完成度的测量指标。而可靠性测度的具体算法设置则需要从网络吞吐量、信息传输延迟、网络坚韧度、网络黏聚度以及联通概率等多个方面进行计算，从而确保相关计算结构的全面性，提高数据准确度。
二、军用通信网络可靠性设计方法
（一）设置指标
在进行可靠性设计前，先要设置标准的可靠性指标，为后续检测时产生的数据提供对比参照物。军用通信网络系统通常要求正常使用的时长超过三十天，并且在执行任务时，各设备故障对系统的影响时间不得大于九十分钟，将相关指标进行等价转换形成通信可用性指标Xy时，其计算公式为：
Xy=可用时间/全部时长=n×720－∑ti/n×720=0.98
其中n为用户数量，ti为任一用户的不可用时间。该指标系统的主要功能是确保在一次任务时间内，使各个通信业务能够保持畅通，并实现信息资源的在线分享，当系统定量的可用性大于0.98时，则证明终端的可靠性水平能够完全反映系统整体的可靠性能力[2]。
（二）建立模型
1.通信网
军用通信网络用户有相应的等级划分，其所需的可靠性也各不相同，为了能够更加直观、生动的进行数据分析，需要为通信网建立一个科学、有效的应用模型，其公式为；
Rx=∑(WijRij)/∑Wij
其中Rx表示系统整体的可靠性，Wij为节点，i，j表示可能性的影响因素，具有随机性。而Rij则表示i、j两者的通信关系，即用户的可靠性。此模型的本质是将系统的部分功能表示成参数、信息的集合体，通过定义矩阵的可靠性，使各节点通信中断造成的任务影响呈现多元化、多样化，以此方便终端系统能够以分门别类的方式进行信息处理，并通过矩阵的加权计算获取能够衡量整个通信网的可靠性指标。在建立模型时要注意Wij的数值取决去各节点间的流量，如果信息流量超过通信故障时通信网的容纳程度，则会造成相应任务无法在规定时间内完成，影响任务效率。从宏观的角度来看，通信网的失效会使所有用户的信息无法有效传递，因此加强通信网的建设，维持用户间的信息可靠性是相关人员的首要工作任务。
2.用户端
首先用户端要保证设备的可用性，其节点设备的指标计算方法为；
Ai=MTBFi/MTBFi+MTTRi
其中，Ai表示相应链设备，i为可用性，MTBFi表述设备无故障的间隔时间，而MTTRi则表示平均维修时间。其次，可靠性设计要使链路设备能够完全服从指数分布，相应的干线链路能够以串联的形式进入相关入口，提高电子设备的可靠性。最后，要建立切实可行的数学模型，使可用性算法能够保持较高的适用性，并加强设备的系统关联性，在实际设计中，要根据组合间的简单运算结果，简化模型建设的步骤，减少其复杂性，将设计产生的可靠性评估指向用户可用性模型，提高设计的严谨性。在建立模型时要注意将军用通信网的核心进行单元扩张，使其不单只是向外进行服务传送，还能够成为提供信息服务的互联网平台，能够依照不同操作指令形成完整的应用系统。
（三）明确评估方法
第一，数学解析法，该方法是目前可靠性设计中使用最广泛的评估方法，能够利用概率学、代数等数学知识精确计算可靠性的测度指标，其内部计算方法可细分为：最小路集法，该方法能够有效解析大量数据参数，细化网络结构，以“清单”的方式罗列相关信息，提供使用者清晰、简洁的操作界面。但也存在因大量代数运算导致的冗余现象，使该方法在应对内循环网络时往往起不到有效的解决作用；因式分解法，即是能够将可靠性数值以分图的方式进行计算，通过扩充数据的存储容量，提高其运算效率，但该方法的应用成本较高。因此相关部门在使用时要依照不同的实际需求选择适合的解析方法。
第二，计算机模拟法，相比较于数学解析法，该方法的计算耗时更短，处理信息量更大，并且能够应对大规模的复杂网络结构，产生的计算结果也较为精确，因此使用计算机模拟法进行可靠性评估，已是时代发展的必然趋势。计算机模拟法能够依靠系统部件的可靠性随机生成相关样本，以此得到网络可靠性的近似值，并进一步采用蒙特罗拉法进行单元有效性的状态设置。
（四）设置故障维修算法
造成军用通信网络故障的因素有很多，其中包括：突发杀伤，当操作系统的神经元遭受网络打击时会产生数据混乱的现象，进而使重要信息暴露的机会大大增加，甚至出现网络瘫痪的情况；随机软杀伤，即是通信网络受到电磁干扰，使系统在短时间内丧失正常的工作能力；自然损伤，系统在运行时可能会受环境变化的影响，使可靠性下降，以此使度量值低于MTBF和MTTR的标准值。而为了解决相关系统故障，就需要制定完善的故障处理算法，军用通信网络的故障算法需要以模拟故障发生为推理基础，基于实际发生的小概率事件，进行随机函数的生成。之后将相关函数均匀的分布在门限范围内，确保实效概率小于节点的失效率。除此之外，由于各节点的观测值是工作时间与故障系数的比值，因此在进行维修处理时，要采用正态分布的方法，取节点的修复时长作为节点的退网时间，进而使网络系统能够根据实际情况准确的统计修复时间。
结论：综上所述，通过分析军用通信网络可靠性定义以及测度，提出设置指标、建立模型、明确评估方法、设置故障维修算法等设计方案，以此达到优化军用通信网络的目的，使相关可靠性研究理论更完善、更科学。
参考文献：
[1]杨怀宇.5G通信技术促进军用无人机发展[J].网络安全技术与应用,2020(12):92-93.
[2]杜子亮,王英民.军用无线通信干扰和抗干扰技术分析[J].雷达与对抗,2020,40(04):29-32.