面向低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统.doc

面向低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统.doc:..面向低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统 *任智源1,肖尧1,郭凯2,程文驰1,张海林1(1•西安电子科技大学ISN国家重点实验室,陕西西安710071;2•北京遥测技术研究所,北京100076 )摘要:针对云计算应用在单兵作战系统场景下业务处理时延高,服务质量无法保障的问题,提出一种基于可穿戴计算的分布式单兵作战信息系统,利用士兵身上的可穿戴智能设备构建本地计算层,在作战地点就近处理计算数据,提供给士兵本地的信息处理与融合能力,并采用广义扩散负载均衡算法平衡各设备负载,降低业务处理时延;同时利用分布式计算的容错能力增强系统的可靠性。仿真结果表明,基于可穿戴设备的分布式本地网络架构能有效地降低作战任务的处理时延,同时增强系统的可靠性。关键词:单兵作战系统;可穿戴技术;云计算;本地计算;负载均衡中图分类号:TN915 文献标志码:A 文章编号:bat informationsystemforlow-latencybusiness1,XiaoYao1,GuoKai2,ChengWenchi1,ZhangHailin1RenZhiyuan(,XidianUniversity,Xi ;'an710071,,Beijing100076,China)Abstract:AimingattheproblemofhighprocessingdelayandlowQualityofServices(QoS)work,,batplaceandsupplysoldierwiththeabilityofinformationfusionandprocessing・:batsystem;wearabletechnology;puting;puting;loadbalancing陆军作为国家武装力量的重要组成,在20世纪80年代便开始了从机械化向信息化的逐渐转型,通过在装备中融入新材料、电子、通信等技术,形成了在战场上互联互通、快速协同作战的单兵作战系统,极大增强了士兵生存、杀伤、机动等综合实力。信息化作战体系除了作战装备之外,还包括后勤支援和战术策略的信息化。如美军的作战人员信息网(work-Tactical,WIN-T)可覆盖整个军队,联合各部队资源,并提» [1]o随着战场信息供大容量、高移动性的通信服务化建设的迅猛发展,需要从大量的战场传感器、无人机、卫星或单兵提供的各种情报数据中提取有价值的信息进行分析挖掘,这种大数据的实时处理给战场通信网络带来了巨大的挑战。近年来,许多专家学者提出了“作战云”体系架构 [2],使用高性能云服务器对战场资源进行重组、融合,形成高度动态、弹性的作战资源池。应用云计算的战场通信网络大大提高了大数据的处理融合能力,但云计算中心往往离前线作战单元较远,长距离的数据传输占据了大量的战场通信链路,增加了传输时延,导致任务执行效率低、作战行动缓慢等问题;同时,随着战场信息化水平的不断提升,云计算平台需处理收稿日期:2017-XX-XX基金项目:国家自然科学基金资助项目(61401331);国家重点研发计划政府间专项项目( 2016YFE0123000);111基地项目(B08038)作者简介:任智源(1983—),男,江西瑞金人,博士,E-mail:******@,战场网络带宽的严重不足与云服务器负担的加重使作战业务的可靠性下降;此外由于电磁压制、网络攻击、定向物理性破坏等因素 ⑶'针对传统云计算应用在单兵作战系统中的不单兵作战信息系统也拥有传统分布式系统的优点:「突破了单件设备的性能瓶颈,极大提高了系统的处理性能。2•增强了系统的容错能力。鉴于在当今及未来信息化战场中,许多应用如无人机协同作战、航迹轨迹优化、武器■目标分配⑹等都涉及到组合优化或NP・Hard问题,随着优化目标和约束条件的增辭果镰豺分輕于可魏