电路分组交换抗干扰分析.doc

1、本科生毕业论文(设计)电路分组交换抗干扰分析院系名称姓名学号专业指导教师 年4月15日摘要随着军事信息在现代战争中作用的不断提高,以扰乱或破坏信息传送为目的的通信干扰的作用和地位也随之不断提高。通过对电路交换网络和分组交换网络在被干扰的情况下在物理层、链路层、信令和协议,以及通信业务的影响进行了分析和对比,得出在强干扰模式下网络保障性能大体一致,但是在某些条件下反应的特性分组网络略强。最后指出通信系统本身技术体制的选取是其抗干扰能力好坏的一个重要因素。关键词： 电路交换；分组交换Error! Reference source not found.；通信抗干扰Abstracthe Militar

2、y Representative Office in Shijiazhuang,Shijiazhuang Hebei 050081,China)AbstractWith the advances in function of military information in modern war,the communication jamming techniques aimed atdisturbing or destroying information transmission becomes more and more important.In this paper,we analyze

3、and compare the influence ofjammingfor circuit-switch and packet-switch networks in physical layer,link layer,signaling and protocols and communication traffic.Theresults show that performances of networks under strong jamming are same in general,however that of ATM network may be better in somecase

4、s.In conclusion,the selection of technology mechanisms of communication system plays an important role in their anti-jamming ability.Key Words: circuit-switch;packet-switch;communication anit-jaming目录1 引言12干扰的特点22.1 对抗性22.1 进攻性22.2反应速度快23 电路交换和分组交换网络33.1 电路交换33.2 分组交换34干扰对网络的影响4 4.1干扰对网络同步方式的影响4 4.2

5、干扰对链路层帧或信元的影响分析4 4.2.1干扰对链路层帧或信元定界的影响分析4 4.2.2干扰对链路层帧或信元信息接收的影响分析4 4.2.3干扰对网络层信令或路由协议的影响分析5 4.2.4干扰对业务的影响分析55 结束语7参考文献8致谢91 引言现代战争中信息技术正起着越来越大的作用,制信息权与制空权、制海权一样,是战争胜负的关键。在夺取制信息权的信息战中,通信系统是最容易暴露和受攻击的环节现代信息系统不仅要求点对点的通信系统具有抗干扰能力,更重要的是整个通信系统和网络要具有综合抗干扰的能力和措施,能在系统和网络的综合对抗中,在任何复杂的电磁环境下完成信息传输。本文就通信系统所采用的交换

6、体制(电路交换和分组交换)对通信系统本身抗干扰的能力差异进行对比分析。 2 干扰的特点干扰的特点可归纳如下:2.1 对抗性干扰是以敌方系统为目标的,使对方的收发信传输无法达到好的效果;系统已经从过去单独的、分散的、局部的发展成为联合的、一体的、全局的通信指挥系统。对抗是协同作战的一员,是综合电子战系统中不可缺少的组成部分;2.1 进攻性干扰是有源的、积极的、主动的,即使是在防御作战中使用的干扰,也是进攻性的;2.1 反应速度快在很短的时间里要在整个工作频率范围内完成对目标信号的搜索、截获、识别、分选、处理、干扰引导和干扰发射。系统的抗干扰是指当系统受到电子干扰时所表现出来的系统对所承载业务的支

7、撑和保障能力的差异。3电路交换和分组交换网络 通信网络可以根据交换体制的不同,分为电路交换网络和分组交换网络。最典型的电路交换网络是公用电话交换网络,采用电路型的交换支持各种类型的话带业务。典型的分组交换网络是最早期的数据网(X.25网络)和最今最流行的Internet网络,均采用分组交换方式(X.25的分组交换和IP分组交换)支持各种类型的数据业务。3.1电路交换 作为通信网中出现最早的一种交换体制,电路信息系统与网络交换是一种面向连接(物理连接)的技术。呼叫双方开始通话之前,必须现有交换设备建立一条专用的通路连接,通话结束后再释放这条连接。电路交换采用同步时分技术作为其传输、复用和交换的基

8、础,同步时分复用意味着子信道占用物理链路上固定的时间位置,每个子信道上的信号按照一定的时间间隔周期性出现。具有以下特点: 整个通信连接期间始终独占一条线路,即使在空闲时也是如此,传输时延较小; 电路是“透明”的:即发送端送出的信息通过节点连接,毫无限制地被传送到接收端,交换节点不对用户信息进行任何的修正和解释; 对于固定的连接,其传输时延固定;固定分配带宽资源,信息传送的速率恒定。电路交换的优点是传输时延小、实时性好、不易产生拥塞。其缺点是:带宽分配固定,造成网络资源利用率降低;传输线路专用,造成数据通信的效率较低;由于电路的“透明”特征,没有差错控制功能。因此,电路交换适合于对实时性要求较高

9、话音业务场合,而不适于突发业务和对差错敏感的数据业务场合。3.2分组交换 分组交换包括定长和不定长2种体系。主要依据就是确定分组的类型和包格式,包括分组的定界、分组的编址和分组长度(包括定长和不定长)等,分组交换的实质是存储转发。主要优点是实现了用户信息对电路的统计复用、网络资源利用率较高、可靠性也很高;主要缺点是包头信息处理、分组传送时延有抖动。目前不定长分组交换体制的主要代表技术有IP和帧中继。如果分组的长度不固定,则在存储器中的每个存储单元需要按最长分组配置存储器,或者增加复杂的存储器管理机制。如果分组长度都相等,则只要存储单元的长度等于按规定的长度即可。所以,在硬件上实现长度可变的分组

10、交换,比实现定长分组的交换要复杂得多。这里分析具有代表性定长分组的ATM交换技术,ATM信元都由地址域和净荷组成,这种信元结构便于用硬件来实现高速交换,仅需要地址域中来确定要转送的地址,理论上交换只受硬件芯片性能的影响。这里分析的分组交换是定长的ATM交换方式。4干扰对网络的影响 通信网络一般由物理层、数据链路层和网络层构成,下面从干扰对各层的影响以及对业务的影响进行详细分析。4.1干扰对网络同步方式的影响网络节点之间采用的同步方式有:互同步、准同步和主从同步方式。干扰将使无线传输设备信干比大大降低,导致不能从接收信号中正确提取时钟,时钟会发生滑动,当然同时会引起突发误码。如果网络同步采用互同

11、步方式,中断的链路可以设置为不参加网同步计算,则因干扰导致的无线链路中断对网同步没有影响;但因受干扰导致时钟滑动,从出现时钟滑动到检测到链路中断这段时间内整个网络时钟会受到一些影响。如果网络同步采用准同步方式或主从同步,则干扰不会对整个网络同步产生影响。分组交换节点之间既可以采用准同步也可以采用主从同步方式。电路交换中心节点之间采用准同步方式,中心节点和接入节点之间采用主从同步方式,因此受干扰影响的同步方式为主从同步方式,准同步和互同步方式不受影响。4.2干扰对链路层帧或信元的影响分析4.2.1干扰对链路层帧或信元定界的影响分析考虑干扰引起的误码都是突发误码。假定突发误码导致帧同步码出现错误,

12、接收端无法提取出帧同步码,则可能引起帧定界或信元定界错误。在电路交换的通信系统中,如果突发误码导致提取不出帧同步码而使得帧失步,则整帧信息都将丢失;在ATM交换的通信系统中的信元帧结构采用抗衰落帧同步技术进行信元定界,即使由于突发误码使得提取不出帧同步码,也不会造成信元定界错误,所以ATM交换的通信系统的信元定界具有较强的抗干扰能力。这种情况下2种通信系统链路层的抗干扰能力大体相当,ATM交换的通信系统能力因具备了纠错能力而使之能力略强。4.2.2干扰对链路层帧或信元信息接收的影响分析ATM通信系统中,在ITU- T标准规定了ATM信元的帧结构,如果假定53 bytes的信元中只有6 bits

13、出现错误,但分散在6 bytes中,则信元能纠正这些错误。相当于干扰导致比特误码率高于BER=6/(53 8)= 1.4 10- 2时将导致信元丢失;假定53 bytes的信元中有48 bits出现错误,但出现在连续的6 bytes中,则信元能纠正这些错误。即当干扰导致比特误码率高于BER= 48/(53 8)= 1.13210- 1时将导致信元丢失。当干扰导致链路比特误码率低于1 10- 4时,信息系统与网络由于信元较强的纠错能力,基本上都可以纠正信息中的错误;当干扰导致链路比特误码率为1 10- 21 10- 4时,对于适合信元纠错的某些误码分布,则经过信元纠错后信息的准确性和完整性均较高

14、;对于某些误码分布,可能超出信元的纠错能力导致信息完整性降低,突发误码率较高;但是考虑干扰引起的误码通常是突发误码,这种情况下2个系统的信息传送准确性和完整性可能均较低;假定干扰导致链路误码率高于1 10- 1,极可能导致帧失步,即使没有帧失步,由于信息差错太多,可能引起链路中断。4.23干扰对网络层信令或路由协议的影响分析电路交换和ATM交换的通信系统在构建时均考虑了节点的多连接度配置以便提供抗毁路由,网络层均支持动态的路由协议,所以干扰导致链路中断对2个系统的信令或路由协议的影响程度是相当的。4.24干扰对业务的影响分析假定干扰导致链路误码率高于10- 1,则通过该无线链路的信令或路由协议

15、将出现异常,系统判断无线链路中断。一旦链路中断,无论是电路交换的通信系统还是ATM交换的通信系统,通过该链路承载的业务都将受到影响,通过动态路由迂回到其他链路上。假定干扰没有导致无线链路中断,即通过该无线链路的信令或路由协议没有出现异常,则链路误码率不会太高,另外误码对数据和话音等不同业务的影响是不同的,下面分析误码对业务的影响。当干扰导致链路误码率低于10- 4时,由于信元能够将错误全部纠正,ATM交换的通信系统的业务能够不受误码影响,较电路交换的通信系统具有较强的抗干扰能力;当干扰导致链路误码率为10- 210- 4时,对于适合信元纠错的某些误码分布,由于信元能够将错误进行纠正,ATM交换的通信系统的业务受到误码影响较小,较