一种无线自组网可用性评估方法技术

本发明专利技术提供一种无线自组网可用性评估方法，能够对移动的无线自组网进行可用度评估。该法主要包括3个步骤：在无线自组网仿真环境中加入网络节点数据业务抽样可用性判断方法；进行无线自组网通信仿真并采集网络节点可用性数据；利用无线自组网可用度评估模型对无线自组网可用度进行计算。本发明专利技术充分利用了无线自组网数据业务的多级性与节点位置信息的周期性，并引入虚拟节点，给出了无线自组网节点可用性判断方法和可用度评估模型，为无线自组网可用度评估提供了有效手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络可靠性评估领域，具体地说是一种无线自组网可用性评估方法。
技术介绍
对于基于分组交换的数据网的可用性评估，国际电信联盟制定了一个包含四个标准的系列标准：ITU-T X.134、ITU-T X.135、ITU-T X.136和ITU-T X.137，这个系列标准主要针对公用数据网选择某特定位置设置性能检测点，通过对网络分组交换性能参数进行判断来决定相关网络在规定的时间内是否可用，并进行网络服务可用性评估。无线自组网，如战术互联网、Ad-Hoc网络等一般以互联网技术为支撑，具有无线多跳特性、网络拓扑动态变化、无线信道带宽受限、多层网络结构等特点，对于这样的网络可用性评估，现有方法是确定网络拓扑结构的连通向量并利用图论的方法完成网络可用性评估，如GJB4060-2000“野战综合通信系统地域通信网试验方法”，这种方法没有考虑网络的多级数据业务性能和自组网特点。对于典型无线自组网，网络是分层的，层与层之间由网关节点相连，本专利技术以网络仿真技术为基础，对无线自组网中各节点的数据业务在指定时间内进行业务性能判断，并记录下该指定时间内各节点数据业务是否可用，从而给出无线自组网的可用度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无线自组网可用性评估方法，针对战术互联网、Ad-Hoc网等无固定基础设施的无线自组网，利用网络仿真技术，完成对基于数据通信业务的无线自组网可用性评估，主要包括3个步骤：步骤一：在无线自组网仿真环境中，加入网络节点数据业务抽样可用性判断方法：对于具有优先级的多级数据业务的无线自组网通信业务，每个无线节点都以一定的频率发送周期性的定位信息；节点可用性判断的抽样长度为节点定位信息的发送周期，抽样间隔一般为抽样长度的0-10倍，其中0倍为连续抽样；在可用性判断时，取抽样长度为节点定位信息的发送周期可确保节点在一个抽样长度内收到一个位置信息；在抽样长度内进行无线自组网节点融合可用性判断：首先以1级数据业务，设定为优先级最高，作为可用性判断标准，当有本节点发出的1级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级数据时，有本节点发出的2级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级和2级数据业务时，判断位置信息，相当3级数据业务，收到位置信息，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束。步骤二：进行无线自组网仿真，采集无线自组网各节点可用性数据：在无线自组网仿真的基础上，对无线自组网的每一节点在抽样长度内进行数据业务可用性判断，并记录可用状态；根据典型无线自组网结构特点，由多层网组成的无线自组网，在层与层之间至少有一个网关节点，用于沟通上、下层的信息，网关节点至少工作于两个网络层中；对于无线自组网结构中的网关节点，为了有效进行可用性判断，将网关节点分为两个虚拟节点，即对上节点和对下节点，并将虚拟节点与普通节点一同进行可用性判断。步骤三：利用无线自组网节点融合可用度评估模型对无线自组网可用度进行计算：无线自组网节点融合可用度评估模型：无线自组网全部可用抽样次数各节点可用度评估模型：其中：m为总的抽样次数；na为第一层网络节点个数；nb为中间层网关节点个数；nd为最底层网络节点个数；ad(ij)为第i次第j个抽样第一层网络节点数据业务可用性判断标志，可用则为1，否则为0；bu(ij)为第i次第j个抽样中间层网关节点(对上)节点数据业务可用性判断标志，可用为1，否则为0；bd(ij)为第i次第j个抽样中间层网关节点(对下)节点数据业务可用性判断标志，可用为1，否则为0；du(ij)为第i次第j个抽样最底层网络节点数据业务可用性判断标志，可用为1，否则为0。本专利技术的特点是：本专利技术所述的一种无线自组网可用性评估方法，按照此方法得出的无线自组网可用度是无线自组网的设计方案优选或改扩建可行性评价的重要指标之一，也是已建无线自组网评估的指标之一。本专利技术在仿真环境的支持下，以较低的成本和较短的时间对没有固定基础设施的无线自组网进行较准确的可用性评估，为无线自组网方案设计和已建无线自组网的可用度的评估提供了实用的方法；最重要的是为无线自组网的方案设计提供了非常重要的全网可用度指标。附图说明图1：本专利技术的流程图图2：网络节点数据业务可用性判断流程图具体实施方式无线自组网仿真环境简称为仿真场景，为了对无线自组网技术进行仿真试验和性能评价，在仿真软件中创建了相关模型和一定特性参数，如自组网层级及各级节点数、通信设备节点模型、移动模型、无线电传输模型、数据业务模型、场景尺寸、仿真时间、仿真次数、抽样起始时间、抽样长度等仿真试验环境。如图1所示，本专利技术所述一种无线自组网可用性评估方法，主要包括以下步骤：步骤一：在无线自组网仿真环境中，加入网络节点数据业务抽样可用性判断方法。如图2所示，对于无线自组网通信业务，一般是具有优先级的多级数据业务；每个无线节点都以一定的频率发送周期性的定位信息；节点可用性判断的抽样长度为节点定位信息的发送周期，抽样间隔一般为抽样长度的0-10倍(0倍为连续抽样)。可用性判断时，取抽样长度为节点定位信息的发送周期可确保节点在一个抽样长度内收到一个位置信息。在抽样长度内进行无线自组网节点融合可用性判断：首先以1级数据业务(设优先级最高)为可用性判断标准，当有本节点发出的1级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执(参考MIL-STD-2045-47001D)，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级数据时，有本节点发出的2级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级和2级数据业务时，判断位置信息(相当3级数据业务)，收到位置信息，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束。步骤二：进行无线自组网仿真，采集无线自组网各节点可用性数据。根据图2所示的网络节点数据业务可用性判断流程图，在无线自组网仿真的基础上，对无线自组网的每一节点在抽样长度内进行数据业务可用性判断，并记录可用状态。根据典型无线自组网结构特点，无线自组网一般是由多层网组成的，在层与层之间至少有一个关键节点(以下称网关节点)沟通上下层的信息，网关节点至少工作于两个网络层中。对于典型无线自组网结构中的网关节点，为了有效进行可用性判断，将此类节点分为两个虚拟节点(如果只有对上与对下)——对上节点和对下节点，并将虚拟节点与普通节点一同进行可用性判断。步骤三：利用无线自组网节点融合可用度评估模型对无线自组网可用度进行计算。典型无线自组网，如战术互联网，是由旅、营、连、排及战车节点组成，分3个层网：旅营网、营连网和连以下网，其中的营节点和连节点是网关节点，网关节要根据无线自组网的层级特点进行节点虚拟化，营节点虚拟化为营对上节点和营对下节点，连节点虚拟化为连对上节点和连对下节点。结合图2网络节点数据业务可用性判断流程图，利用下述的评估模型进行无线自组网可用度的评估。无线自组网节点融合可用度评估模型：无线自组网全部可用抽样次数各节点可用度评估模型：其中：m为总的抽样次数；na为旅节点个数；nb为营节点个数；nc为连节点个数；nd为排与战车节点个数；ad(ij)为第i次抽样第j个旅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线自组网可用性评估方法，其特征在于：包括如下几个步骤：S1：在无线自组网仿真环境中，加入网络节点数据业务抽样可用性判断方法：对于具有优先级的多级数据业务的无线自组网通信业务，每个无线节点都以一定的频率发送周期性的定位信息；节点可用性判断的抽样长度为节点定位信息的发送周期，抽样间隔一般为抽样长度的0‑10倍，其中0倍为连续抽样；在可用性判断时，取抽样长度为节点定位信息的发送周期可确保节点在一个抽样长度内收到一个位置信息；在抽样长度内进行无线自组网节点融合可用性判断：首先以1级数据业务，设定为优先级最高，作为可用性判断标准，当有本节点发出的1级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级数据时，有本节点发出的2级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级和2级数据业务时，判断位置信息，相当3级数据业务，收到位置信息，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；S2：进行无线自组网仿真，采集无线自组网各节点可用性数据：在无线自组网仿真的基础上，对无线自组网的每一节点在抽样长度内进行数据业务可用性判断，并记录可用状态；根据典型无线自组网结构特点，由多层网组成的无线自组网，在层与层之间至少有一个网关节点，用于沟通上、下层的信息，网关节点至少工作于两个网络层中；对于无线自组网结构中的网关节点，为了有效进行可用性判断，将网关节点分为两个虚拟节点，即对上节点和对下节点，并将虚拟节点与普通节点一同进行可用性判断；S3：利用无线自组网节点融合可用度评估模型对无线自组网可用度进行计算：无线自组网节点融合可用度评估模型：无线自组网全部可用抽样次数各节点可用度评估模型：其中：m为总的抽样次数；na为第一层网络节点个数；nb为中间层网关节点个数；nd为最底层网络节点个数；ad(ij)为第i次第j个抽样第一层网络节点数据业务可用性判断标志，可用则为1，否则为0；bu(ij)为第i次第j个抽样中间层网关节点(对上)节点数据业务可用性判断标志，可用为1，否则为0；bd(ij)为第i次第j个抽样中间层网关节点(对下)节点数据业务可用性判断标志，可用为1，否则为0；du(ij)为第i次第j个抽样最底层网络节点数据业务可用性判断标志，可用为1，否则为0。...

【技术特征摘要】
1.一种无线自组网可用性评估方法，其特征在于：包括如下几个步骤：S1：在无线自组网仿真环境中，加入网络节点数据业务抽样可用性判断方法：对于具有优先级的多级数据业务的无线自组网通信业务，每个无线节点都以一定的频率发送周期性的定位信息；节点可用性判断的抽样长度为节点定位信息的发送周期，抽样间隔一般为抽样长度的0-10倍，其中0倍为连续抽样；在可用性判断时，取抽样长度为节点定位信息的发送周期可确保节点在一个抽样长度内收到一个位置信息；在抽样长度内进行无线自组网节点融合可用性判断：首先以1级数据业务，设定为优先级最高，作为可用性判断标准，当有本节点发出的1级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级数据时，有本节点发出的2级数据业务并且在规定的时间内收到机器回执，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；当没有1级和2级数据业务时，判断位置信息，相当3级数据业务，收到位置信息，就断言这个抽样长度可用，否则不可用，判断结束；S2：进行无线自组网仿真，采集无线自组网各节点可用性数据：在无线自组网仿真的基础上，对无线自组网的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱正福，姬广振，康蓉莉，杨春华，钱云鹏，刘英，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11