美陆军开发新型通信技术，提升战术无线网络环境下的数据传输能力

美陆军研究实验室（ARL）7月1日公布其开展的一项新型通信技术实验评估报告，报告证明了通过其研发的新型Mockets（mobile Sockets）通信协议建立一种可靠数据传输系统，使其在恶劣网络环境中具备抗毁能力，实现及时可靠数据传输，确保单兵在带宽有限、连通性无法预测的远程无线作战环境接收到及时可靠的信息。

一、研究背景

跨域能力的快速融合是美军多域作战（MDO）的基础能力之一，取决于联合军种、跨机构和多国合作伙伴的快速和持续的互操作能力及其多域能力的整合，以赢得跨域优势。联合部队及其盟军的多域互操作性能力要求在数分钟内完成数据的收集和快速传输，进行分析后短时间内威慑、战胜和摧毁敌军，同时使友军的损失降到最低。然而，无连接、时断时续和带宽有限的通信环境是战术网络环境的特点，由于采用无线ad hoc网，会出现频繁中断、拥塞、数据包丢失以及应用程序和网络队列中的数据积压，导致数据传输延迟的提高。特别是，使用专为有线网络设计的传统传输控制协议（TCP）/因特网协议（IP）套件的应用程序会面临通信性能不足的问题。而连接传感器和战术设备支持联合部队作战的系统和应用程序可以产生大量的数据，这种跨域和跨梯队的信息传播受到这些挑战性网络条件的制约，可能会出现错失机会或基于过时信息采取行动，甚至由于关键任务信息的丢失而使生命受到威胁等潜在后果。

二、技术内涵

ARL研究人员研发的Mockets通信协议是专门设计用于无线网络场景，确保战术无线环境中数据及时可靠的传输，提升移动ad hoc网络环境中的通信能力。此项研究支持优化的多域信息互操作性能力，多域间的信息交换和汇聚，即竞争网络环境下多域间效能的快速融合能力。

一体化传感器体系架构（ISA）是陆军在传感器和系统之间共享信息的互操作性解决方案，由美陆军作战能力开发司令部（CCDC）指挥、控制、计算机、通信、网络、情报、监视和侦察中心（C5ISR）开发。而ISA使用的是传输控制协议（TCP）通信方法在传感器和设备之间进行数据传输。

研究人员在这项研究中表明，与受迫和无线网络设定下使用TCP的通信方法相比，采用Mockets协议的ISA在数据传输的及时性和容量方面具有优异的性能。其设计和应用满足无线、低带宽、时断时续连通性和可变延迟的adhoc网络这种战术军用网络的需求。

三、实验条件设定

实验对支持ISA的Mockets协议在不同网络环境下的数据传输性能进行了评估，并对其通信性能进行了定性分析。实验在室内有线网络设定和室外无线网络设定下进行。室内有线网络设定包括有线网络环境（以太网局域网）和采用可扩展的移动自组网仿真器（EMANE）仿真了一种受迫的有线通信环境。室外无线网络设定是采用军事战术无线电台建立了丛林和开放式公路两种无线电通信仿真环境。在各网络场景下将Mockets支持的ISA与采用传统TCP协议的ISA进行了比较。

四、实验评估结果

评估结果表明，在有线和无线环境下，采用Mockets通信协议可以提高受限网络环境下的消息传输性能。除了受迫的有线网络环境外，Mockets协议使ISA在无线设定下的性能均优于TCP协议。总体上讲，在受迫的网络环境中采用Mockets的延迟要比TCP的传输速度降低了三分之一以上。支持Mockets的ISA在无线设定下达到了TCP吞吐量的两倍增长。

五、下一步工作

美陆军作战能力发展司令部（CCDC）陆军研究实验室杰德·弗里曼博士表示，我们希望确保我们的作战人员在通信手段的支持下，能够在不受干扰的情况下，利用重要信息执行任务。作战人员在偏远、恶劣和敌对的区域作战，我们相信Mockets这种创新通信技术将确保网络的弹性和适应性。

这项研究的下一步工作将继续了解和评估Mockets与指挥、控制、通信和信息（C3I）技术集成的许多功能。比如，Mockets具有多种调整参数适应不同的网络条件，优化带宽和移动性支持，并通过消息标记、优先级和取消功能来控制网络拥塞。实验室将继续进行Mockets评估，并根据消息内容和网络条件，进一步提升自动性能优化，这将有利于陆军网络现代化工作。此外，这项研究将有助于陆军在战略上实现对敌的“信息优势”，在无缝的机器-机器、人-机界面和人工智能方面实现跨域能力的快速融合。 [编译：中国电科20所  魏艳艳]