MANET网络的硬件仿真方法及网络节点技术

本发明专利技术公开了一种MANET网络的硬件仿真方法及网络节点，使用一个FPGA模拟一个节点，在FPGA上运行对物理层进行模拟的程序；FPGA获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接；FPGA获取下发至本地物理层的PDU，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的PDU进行硬件仿真。本发明专利技术实施例能够模拟物理环境的验证平台，在该平台上可验证基于定向天线的MANET网络上层协议。

【技术实现步骤摘要】
MANET网络的硬件仿真方法及网络节点
本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及一种MANET网络的硬件仿真方法及网络节点。
技术介绍
MANET (英文全称为:Mobile Ad-hoc Network,中文译文为:移动自组织网络)网络的各个节点使用分布式算法协调各自的行为，在动态拓扑和定向天线环境下，使用定向天线时,MAC (英文全称为:Media Access Control,中文译文为:媒体接入控制)协议和路由协议都需要进行精细的设计。但如何仿真和验证MAC协议和路由协议的功能成为一个关键问题。多种网络仿真软件可以帮助研发人员在计算机上模拟网络中的节点行为。 为验证MAC协议和路由协议算法的性能，通常进行场地测试，但是，场地测试需要节点具备定向天线，并且在广阔的范围展开多节点实验，并且节点要使用车载或其他方式以具备移动性，耗费巨大的财力人力物力。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种MANET网络的硬件仿真方法及网络节点，能够模拟物理环境的验证平台，在该平台上可验证基于定向天线的MANET网络上层协议。 本专利技术实施例采用如下技术方案: 一种MANET网络的硬件仿真方法，包括: 使用一个FPGA模拟一个节点，在FPGA上运行对物理层进行模拟的程序； FPGA获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接； FPGA获取下发至本地物理层的H)U，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的PDU进行硬件仿真。 可选的，所述FPGA获取网络拓扑信息包括: FPGA通过网卡连接计算机接收计算机发送的当前网络拓扑信息； 或者，获取预先存储的拓扑信息。 可选的，所述FPGA获取下发至本地物理层的H)U，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出包括: FPGA的物理层模拟模块确定当前时刻本节点的天线指向，以及天线主瓣宽度，以及每个邻居节点的相对方向； 如果当前天线主瓣覆盖到某个邻居节点，则物理层模拟模块将PDU精确复制并发送到本节点与该邻居相连的连线上。 可选的，还包括: FPGA接收到来自不同邻居节点的H)U，来自不同节点的PDU进入FPGA后进入物理层模拟模块经过一定处理后，物理层模拟模块判断是否成功接收某个rou，并将其发至本节点MAC层。 可选的，来自不同节点的PDU进入FPGA后汇集于物理层模拟模块，物理层模拟模块根据已知控制信息判断是否出现冲突、以及是否能够正确解调； 若能够正确解调，则将正确的PDU发至本节点MAC层； 否则将一个错误的PDU发至本节点MAC层，错误的I3DU因无法通过CRC校验而被MAC层丢弃。 一种网络节点，包括: 第一模块，用于获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接; 第二模块，用于获取下发至本地物理层的rou，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的PDU进行硬件仿真。 可选的，所述第一模块具体用于，FPGA通过网卡连接计算机接收计算机发送的当前网络拓扑信息； 或者，所述第一模块具体用于，获取预先存储的拓扑信息。 可选的，所述第二模块具体用于，确定当前时刻本节点的天线指向，以及天线主瓣宽度，以及每个邻居节点的相对方向；如果当前天线主瓣覆盖到某个邻居节点，则将PDU精确复制并发送到本节点与该邻居相连的连线上。 可选的，还包括: 第三模块，用于接收到来自不同邻居节点的rou，判断是否成功接收某个rou，并将其发至本节点MAC层。 可选的，第三模块具体用于，根据已知控制信息判断是否出现冲突、以及是否能够正确解调；若能够正确解调，则将正确的PDU发至本节点MAC层；否则将一个错误的PDU发至本节点MAC层，错误的I3DU因无法通过CRC校验而被MAC层丢弃。 基于上述技术方案，本专利技术实施例的MANET网络的硬件仿真方法及网络节点使用一个FPGA模拟一个节点，在FPGA上运行对物理层进行模拟的程序；FPGA获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接；FPGA获取下发至本地物理层的rou，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的rou进行硬件仿真。能够模拟物理环境的验证平台，在该平台上可验证基于定向天线的MANET网络上层协议。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术实施例1提供的一种MANET网络的硬件仿真方法的流程图； 图2为本专利技术实施例1提供的一种协议栈结构示意图； 图3为本专利技术实施例提I供的一种连接示意图； 图4为本专利技术实施例2提供的一种单节点结构示意图； 图5为本专利技术实施例2提供的一种验证平台整体结构示意图； 图6为本专利技术实施例2提供的一种发送端处理流程示意图； 图7为本专利技术实施例2提供的一种接收端处理流程示意图； 图8为本专利技术实施例4提供的一种网络节点的结构示意图； 图9为本专利技术实施例4提供的另一种网络节点的结构示意图。 【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 实施例1 如图1所示，本专利技术实施例提供一种MANET网络的硬件仿真方法，包括: 11、使用一个 FPGA (英文全称为:Feild Programable Gate Array,中文译文为:现场可编程门阵列)模拟一个节点，在FPGA上运行对物理层进行模拟的程序； 12、FPGA获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接； 13、FPGA获取下发至本地物理层的PDU (英文全称为:Protocol Data Unit,中文译文为:协议数据单元)，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的PDU进行硬件仿真。 可选的，所述FPGA获取网络拓扑信息包括: FPGA通过网卡连接计算机接收计算机发送的当前网络拓扑信息； 或者，获取预先存储的拓扑信息。 可选的，所述FPGA获取下发至本地物理层的H)U，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出包括: FPGA的物理层模拟模块确定当前时刻本节点的天线指向，以及天线主瓣宽度，以及每个邻居节点的相对方向； 如果当前天线主瓣覆盖到某个邻居节点，则物理层模拟模块将PDU精确复制并发送到本节点与该邻居相连的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MANET网络的硬件仿真方法，其特征在于，包括：使用一个FPGA模拟一个节点，在FPGA上运行对物理层进行模拟的程序；FPGA获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接；FPGA获取下发至本地物理层的PDU，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的PDU进行硬件仿真。

【技术特征摘要】
1.一种MANET网络的硬件仿真方法，其特征在于，包括: 使用一个FPGA模拟一个节点，在FPGA上运行对物理层进行模拟的程序； FPGA获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息将网络中的多节点两两连接； FPGA获取下发至本地物理层的H)U，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出；使得其他节点根据接收的PDU进行硬件仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述FPGA获取网络拓扑信息包括: FPGA通过网卡连接计算机接收计算机发送的当前网络拓扑信息； 或者，获取预先存储的拓扑信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述FPGA获取下发至本地物理层的H)U，PDU经过本地的物理层模拟模块后被复制到本地与其它节点的一条或多条连线上，向其他节点发出包括: FPGA的物理层模拟模块确定当前时刻本节点的天线指向，以及天线主瓣宽度，以及每个邻居节点的相对方向； 如果当前天线主瓣覆盖到某个邻居节点，则物理层模拟模块将PDU精确复制并发送到本节点与该邻居相连的连线上。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: FPGA接收到来自不同邻居节点的H)U，来自不同节点的PDU进入FPGA后进入物理层模拟模块经过一定处理后，物理层模拟模块判断是否成功接收某个rou，并将其发至本节点MAC 层。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 来自不同节点的PDU进入FPGA后汇集于物理层模拟模块，物理层模拟模块根据已知控制信息判断是否出现冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彧，宋志群，刘玉涛，涂依晨，姜龙，
申请(专利权)人：清华大学，中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11