移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器的設(shè)計(jì)

王海兮 馬軍

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十研究所四川成都 610041)

1 引言

移動(dòng)信息推送系統(tǒng)通過(guò)信息推送設(shè)備的多路無(wú)線射頻單元接入移動(dòng)通信網(wǎng)，向手機(jī)、固話機(jī)和傳真機(jī)終端推送語(yǔ)音、短信和傳真信息。但隨著移動(dòng)通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷提升，移動(dòng)信息推送系統(tǒng)存在推送資費(fèi)高、推送信息受運(yùn)營(yíng)商限制以及推送效果評(píng)估困難等問(wèn)題，在實(shí)裝設(shè)備上進(jìn)行移動(dòng)信息推送訓(xùn)練受到較多的限制。基于半實(shí)裝的移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器作為移動(dòng)信息推送模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的核心組成，可模擬復(fù)雜的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、豐富的設(shè)備故障想定和貼近“真實(shí)”的推送結(jié)果反饋等，有效解決了移動(dòng)信息推送訓(xùn)練中的業(yè)務(wù)覆蓋度、訓(xùn)練成本和訓(xùn)練效能評(píng)估等問(wèn)題[1]。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

通常模擬訓(xùn)練系統(tǒng)不僅包含用于業(yè)務(wù)受訓(xùn)人員直接開(kāi)展訓(xùn)練的模擬器，還包含配套的訓(xùn)練管理系統(tǒng)和導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)[2]。移動(dòng)信息推送模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器由模擬訓(xùn)練軟件和半實(shí)裝的移動(dòng)信息推送模擬設(shè)備兩部分組成[3]。模擬訓(xùn)練軟件實(shí)現(xiàn)與訓(xùn)練管理系統(tǒng)的接口信息交互，包括受訓(xùn)人員登錄、訓(xùn)練科目查看、訓(xùn)練計(jì)劃查看和執(zhí)行和訓(xùn)練器材狀態(tài)的檢測(cè)等；實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)的接口信息交互，包括想定內(nèi)容的查看和解析、訓(xùn)練軟件截圖和數(shù)據(jù)抓取、導(dǎo)調(diào)控制內(nèi)容的接收和解析、訓(xùn)練時(shí)間和天文時(shí)間的同步等。半實(shí)裝的移動(dòng)信息推送設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)信息推送實(shí)裝設(shè)備的狀態(tài)和指示信號(hào)模擬。

訓(xùn)練管理系統(tǒng)和導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)主要配合移動(dòng)推送系統(tǒng)模擬器開(kāi)展日常訓(xùn)練，其中訓(xùn)練管理系統(tǒng)完成訓(xùn)練科目、受訓(xùn)人員、訓(xùn)練計(jì)劃、訓(xùn)練設(shè)備的管理和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的存檔。導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)用于訓(xùn)練想定信息制定和下發(fā)、訓(xùn)練過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、訓(xùn)練時(shí)間的步長(zhǎng)控制和時(shí)統(tǒng)服務(wù)，導(dǎo)調(diào)控制及訓(xùn)練效果評(píng)估等[4]。

3 模擬器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器作為受訓(xùn)人員與模擬訓(xùn)練系統(tǒng)主要的人機(jī)交互接口，通過(guò)提供半實(shí)裝的模擬設(shè)備和界面復(fù)制的模擬訓(xùn)練軟件交互界面，實(shí)現(xiàn)提高受訓(xùn)人員業(yè)務(wù)熟練度和考核受訓(xùn)人員業(yè)務(wù)能力的功能。

3.1 半實(shí)裝的模擬設(shè)備

半實(shí)裝的模擬設(shè)備主要接收來(lái)自導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)備想定以及受訓(xùn)人員實(shí)操行為產(chǎn)生的業(yè)務(wù)指令模擬實(shí)裝設(shè)備的業(yè)務(wù)和狀態(tài)響應(yīng)。實(shí)裝移動(dòng)信息推送設(shè)備是基于核心處理器平臺(tái)控制多路的移動(dòng)通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)信息推送，如短信推送、電話推送和傳真推送等[5]，能夠提供給設(shè)備操作人員的直觀反饋信息主要包括根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和業(yè)務(wù)指令條件產(chǎn)生的多路移動(dòng)通信鏈路狀態(tài)指示。因此半實(shí)裝的模擬設(shè)備核心功能是對(duì)移動(dòng)通信鏈路狀態(tài)指示的模擬，而通信鏈路和通信網(wǎng)絡(luò)的模擬則通過(guò)軟件協(xié)議建模實(shí)現(xiàn)，移動(dòng)信息推送模擬設(shè)備的功能組成如圖2所示。

圖2 模擬設(shè)備的功能組成

移動(dòng)信息推送模擬設(shè)備包含業(yè)務(wù)處理單元、通信鏈路模擬單元、通信網(wǎng)絡(luò)模擬單元和鏈路狀態(tài)模擬單元。業(yè)務(wù)單元接收來(lái)自模擬訓(xùn)練軟件的想定信息下發(fā)到通信網(wǎng)絡(luò)模擬單元建立通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型，開(kāi)展移動(dòng)信息推送訓(xùn)練時(shí)，業(yè)務(wù)處理單元解析業(yè)務(wù)指令發(fā)送到通信鏈路模擬單元，根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型的想定產(chǎn)生推送結(jié)果，同時(shí)控制對(duì)應(yīng)的鏈路狀態(tài)指示。

3.2 模擬訓(xùn)練軟件

模擬訓(xùn)練軟件為受訓(xùn)人員開(kāi)展業(yè)務(wù)訓(xùn)練提供人機(jī)交互界面，同時(shí)還完成了與導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)、訓(xùn)練管理系統(tǒng)的外部接口通信[6]。人機(jī)交互界面直接使用移動(dòng)信息推送系統(tǒng)的軟件界面，可提高模擬訓(xùn)練軟件的仿真度，外部接口通信則基于公共通信服務(wù)組件，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的UDP協(xié)議承載實(shí)現(xiàn)，模擬訓(xùn)練軟件的架構(gòu)如圖3所示。

圖3 模擬訓(xùn)練軟件的架構(gòu)

公共通信服務(wù)組件是運(yùn)行在模擬器后臺(tái)的守護(hù)進(jìn)程，負(fù)責(zé)與導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)和訓(xùn)練管理系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。當(dāng)需要發(fā)送消息到模擬器外部時(shí)，根據(jù)消息的類型和屬性進(jìn)行協(xié)議封裝，然后對(duì)外轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)接收到來(lái)自模擬器外部的消息后，進(jìn)行協(xié)議解析將消息內(nèi)容分發(fā)到對(duì)應(yīng)的想定管理或計(jì)劃管理等功能模塊。

下面是一段用C#實(shí)現(xiàn)的分發(fā)來(lái)自模擬器外部消息的代碼：

3.3 模擬器的對(duì)外接口

作為移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器的核心部件，模擬訓(xùn)練軟件除了與半實(shí)裝的模擬設(shè)備內(nèi)部通信完成業(yè)務(wù)模擬，更為復(fù)雜和關(guān)鍵的是與模擬器外部的導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)和訓(xùn)練管理系統(tǒng)的接口通信。系統(tǒng)基于XML設(shè)計(jì)了專用于模擬訓(xùn)練軟件與導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)和訓(xùn)練管理系統(tǒng)之間通信的外部接口交互流程如圖4所示。

圖4 模擬訓(xùn)練軟件的外部接口交互流程

模擬訓(xùn)練軟件的外部接口交互流程按照訓(xùn)練過(guò)程分為4個(gè)階段：

①訓(xùn)練開(kāi)始：模擬訓(xùn)練軟件登錄訓(xùn)練管理系統(tǒng)獲取訪問(wèn)權(quán)限、查看并開(kāi)始訓(xùn)練計(jì)劃，同時(shí)周期性與導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間同步；

②想定生成：模擬訓(xùn)練軟件接收來(lái)自導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)的想定信息，進(jìn)行本地想定信息部署，同時(shí)下發(fā)到半實(shí)物模擬設(shè)備；

③計(jì)劃執(zhí)行：模擬訓(xùn)練軟件響應(yīng)訓(xùn)練管理系統(tǒng)的查詢請(qǐng)求，采集設(shè)備狀態(tài)信息上報(bào)；響應(yīng)導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)的即時(shí)導(dǎo)調(diào)，修改本地的想定配置或控制訓(xùn)練進(jìn)程；同時(shí)還將訓(xùn)練數(shù)據(jù)周期性上報(bào)導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)，為訓(xùn)練效能評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐；

④訓(xùn)練結(jié)束：模擬訓(xùn)練軟件執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)后，向訓(xùn)練管理系統(tǒng)發(fā)送計(jì)劃結(jié)束信息通知計(jì)劃任務(wù)結(jié)束；同時(shí)向?qū)д{(diào)評(píng)估系統(tǒng)發(fā)送訓(xùn)練結(jié)束信息并上報(bào)訓(xùn)練過(guò)程數(shù)據(jù)和訓(xùn)練統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

XML是一套定義語(yǔ)義標(biāo)記的規(guī)則，通常被設(shè)計(jì)用來(lái)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它將文檔分成許多部件并對(duì)部件加以標(biāo)識(shí)。XML語(yǔ)言以會(huì)話為基本的通信容器，用于網(wǎng)絡(luò)上任意兩實(shí)體間交換消息節(jié)，會(huì)話以一個(gè)XML標(biāo)記結(jié)束[7]。作為一種元標(biāo)記語(yǔ)言，XML適用于定義特定領(lǐng)域相關(guān)的、語(yǔ)義的和結(jié)構(gòu)化標(biāo)記的句法語(yǔ)言。在移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器中，XML被用于描述模擬訓(xùn)練器材與訓(xùn)練信息系統(tǒng)之間的信息交互接口協(xié)議，具有良好的可讀性和可擴(kuò)展性。

以設(shè)備想定指示消息為例，根據(jù)模擬訓(xùn)練軟件的外部接口交互流程，設(shè)備想定指示消息由導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)的想定管理模塊發(fā)送到模擬器的想定管理模塊，外部接口協(xié)議如表1所示。

表1 模擬器的外部接口協(xié)議

設(shè)備想定指示消息的XML編碼示例如下：

4 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)信息推送系統(tǒng)模擬器通過(guò)半實(shí)裝的模擬設(shè)備對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和通信鏈路進(jìn)行模擬，基于XML接口交互協(xié)議與模擬器外部的導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)和訓(xùn)練管理系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練信息交互，結(jié)合實(shí)裝的移動(dòng)信息推送系統(tǒng)人機(jī)界面構(gòu)建了低成本、高業(yè)務(wù)覆蓋度和訓(xùn)練效能可評(píng)估的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。系統(tǒng)模擬器架構(gòu)合理，XML接口協(xié)議規(guī)范且可擴(kuò)展性強(qiáng)，適用于同類模擬器的設(shè)計(jì)。

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