空对空作战环境下定向数据链仿真分析
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在信息科技快速发展的背景下，未来的航空航天战斗越来越依赖于信息平台的全体系作战。在这个体系中，各类作战单位如空、天、地、海，依托覆盖全维作战空间的栅格化信息系统，充分发挥信息能力在战斗力中的主导作用。体系对抗手段如战略预警、空天对抗、防空反导、远距离打击、战略投送、信息攻防等，均需依赖实时快速的态势感知、情报侦察和协同攻击能力。因此，构建满足快速反应、精确打击、协同作战需求的高速、低时延和抗干扰的宽带数据链路，成为国内迫切需要解决的问题。定向数据链因其波束窄、增益高、传输距离远、低截获等优点，成为未来战争中不可或缺的通信手段。
通过仿真手段构建定向数据链的仿真环境，进行论证研究，能够有效提高定向数据链设计效率，降低试验成本。本案例展示了定向数据链的链式通信仿真过程，包括设计构建仿真场景、调用仿真引擎运行仿真，模拟定向数据链通信过程、邻居握手过程、业务通信过程，以及采集并分析吞吐量、业务成功率、丢包率、时延、误码率等性能指标，以评估定向数据链协议设计的合理性。
仿真模型库包含了数据链平台、设备等模型的建模与组装，涉及业务模块、路由模块、移动模块等。网络规划工具设置定向数据链的通信参数，如频率、功率、带宽、接入方式等。轨迹规划通过文件配置设置仿真模型的运行轨迹，确保模型按照预设轨迹点运动。业务规划定时产生模拟业务消息，通过无线信道进行业务交互，上层业务模型可以设置业务间隔等参数。天线设计模块支持定向天线的定制化设计，包括方向图等特性，形成特定的天线增益阵列，辅助计算两定向模型之间的可达性。
基于离散事件仿真引擎的仿真场景推演，确保场景的稳定运行，并提供运行控制功能。在二维空间中直观展示节点位置、运动轨迹和通信链路状态，便于查看运行状态。定向数据链组网性能分析通过对仿真场景和网络性能指标的评估，辅助优化系统设计。例如，通过不同用户数量的试验仿真环境，分析时延、误码率、吞吐量等关键指标，以寻找系统容量、传输能力的最佳平衡点。
VRNET Developer仿真平台提供从模型设计、场景规划、仿真推演到分析验证的全流程环境，支持定向数据链设计、关键技术论证、应用研究等多个领域。主要应用包括定向数据链组网结构设计验证、系统容量验证、服务时效性验证、结构设计论证和通信路由协议研究。该平台将定向数据链“微缩”到实验室环境，允许用户设定各种环境、参数等影响因素，进行系统设计和评估，为定向数据链系统设计与设备开发提供重要依据。
