本发明专利技术公开了一种实时无线通信仿真方法，通过加载通信对象的参数，进行射线检测，获取仿真所需的参数，处理环境参数，对几何参数进行识别，根据识别得到的场景，决定使用的通信模型的类型，处理返回的与物理相关的参数，计算出通信模型所需要的参数，决定使用的通信模型的精确程度；最后根据计算所得的通信模型的类型、通信模型的精确程度，计算通信模型所需要的各个子模块并输出结果。本发明专利技术根据场景的不同自动适配合适的模型，在实时仿真平台中融入无线通信网络的仿真计算，将无线通信的传播行为自动、实时得仿真，保证运算速度快。保证运算速度快。保证运算速度快。
【技术实现步骤摘要】
一种实时无线通信仿真方法、系统及介质
[0001]本专利技术属于无线通信仿真的
，具体涉及一种实时无线通信仿真方法、系统及介质。
技术介绍
[0002]无线通信仿真技术可以用于：开发新的无线通信网络系统时的方案验证，教学演示，侦察感知、通信对抗、模拟演训(可用于人工智能训练)。
[0003]无线通信仿真技术在链路仿真的层面上已有很多成熟的方案，例如simulink(来自MATLAB)、NS
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2(The Network Simulator
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ns
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2(isi.edu))、NS
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3(ns
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3|adiscrete
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event network simulator for internet systems(nsnam.org))、OPNET等软件，NS(NETWORK SIMULATOR)。可以对通信系统的数据链路进行模拟仿真，以评估通信系统数据链路的网络性能，例如误码率，通信速率等，也可以进行系统级的仿真，仿真通信系统整体的性能。
[0004]现有技术在无线电信号传输的过程中，使用射线多次反射计算几何体表面的信号强度，数据处理的层面上，使用大量的网络协议、包、链路的模型来仿真通信系统的性能。
[0005]在实时运行的情况下，因为对场景中的参数提取量少，所适配用于无线通信物理层面的通信模型少，对于不同通信场景的适应上，适配的能力低，对于高度逼真、高精细度的三维仿真场景上的参数和模型的自动适配的能力差。且大量使用了运算效率低的计算方式(计算多次射线的反射)，在高刷新率的仿真场景中难以适配。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实时无线通信仿真方法、系统及介质。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的一个方面，提供了一种实时无线通信仿真方法，包括下述步骤：
[0009]输入通信的对象；
[0010]加载通信对象的参数；
[0011]射线检测，获取仿真所需的参数；
[0012]处理环境参数，对几何参数进行识别，根据识别得到的场景，决定使用的通信模型的类型；
[0013]处理返回的与物理相关的参数，计算出通信模型所需要的参数，决定使用的通信模型的精确程度；
[0014]根据计算所得的通信模型的类型、通信模型的精确程度，计算通信模型所需要的各个子模块；
[0015]输出结果。
[0016]作为优选的技术方案，所述射线检测具体为：使用射线连接接收机和发射机，仿真无线通信的路线，并计算射线反射，读取GPU中返回射线碰撞到的所有障碍物的信息。
[0017]作为优选的技术方案，所述获取仿真所需的参数具体为：
[0018]基于通信网络接口，获取仿真场景对应的天气及地理位置信息；
[0019]基于实时仿真平台的物理引擎读取GPU中的三角面的碰撞点、计算通信模型所需要的几何参数；
[0020]计算通信模型所需要的表征环境的参数；
[0021]基于材质信息，计算通信模型所需要的传播介质电特性；
[0022]基于实时仿真引擎中的电离层映射的地球电离层相关模型计算所需的电离层特性参数；
[0023]外部物理参数输入；
[0024]以上数据与物理环境耦合进一步计算；
[0025]其中，对于仿真引擎中没有网络模型的物体的环境参数，通过外部进行获取；对于仿真引擎中有网络模型的物体的环境参数，通过射线检测反馈的数据获取，其中部分已经内置到虚拟环境内的参数则直接进行获取。
[0026]作为优选的技术方案，通过联动解析着色器中的属性直接读取物理属性。
[0027]作为优选的技术方案，根据所采集的参数，适配通信模型的使用场景，在同一类型的场景下，判断是否有参数能够用于更高精确度的通信模型，如有，则使用更精确的通信模型计算，判断是否有参数能够用于插值或者校正提升通信模型精确度，如有，则调用相应的通信模型。
[0028]作为优选的技术方案，根据用户需求设定精确度选择通信模型以及计算效率选择通信模型的优先级。
[0029]作为优选的技术方案，输出结果前，在高帧率要求的场景中采用读取数据表法或插值模型法加速运算；
[0030]所述读取数据表法具体为：对于能够预先计算好的内容，先计算完成后再进行查表输出结果；
[0031]所述插值模型法具体为：将计算结果以离散化的数据表来取近似值提取。
[0032]作为优选的技术方案，根据输出的结果在虚拟仿真端进行实时仿真，并将虚拟仿真的数据与实物设备中采集的数据进行对比，实现闭环验证。
[0033]本专利技术的另一个方面，提供了一种实时无线通信仿真系统，应用于上述的一种实时无线通信仿真方法，包括环境参数采集模块、模型自适应适配模块、信号处理仿真模块以及数据校验模块；
[0034]所述环境参数采集模块用于输入通信的对象，加载通信对象的参数，并进行射线检测，获取仿真所需的参数；
[0035]所述模型自适应适配模块用于处理环境参数，对几何参数进行识别，根据识别得到的场景，决定使用的通信模型的类型；处理返回的与物理相关的参数，计算出通信模型所需要的参数，决定使用的通信模型的精确程度；根据计算所得的通信模型的类型、通信模型的精确程度，计算通信模型所需要的各个子模块，得到适配好的通信模型；
[0036]信号处理仿真模块用于根据适配好的通信模型在虚拟仿真端进行实时仿真；
[0037]所述数据校验模块用于将虚拟仿真的数据与实物设备中采集的数据进行对比，实现闭环验证。
[0038]本专利技术的另一个方面，提供了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的一种实时无线通信仿真方法。
[0039]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0040](1)本专利技术从场景中自动采集通信参数，支持动态输入接口，解决无线通信中传播途径的影响仿真需要依赖参数输入的问题，使得在动态的环境中实时仿真变得容易和灵活。
[0041](2)本专利技术根据场景的不同自动适配合适的模型，在实时仿真平台中融入无线通信网络的仿真计算，将无线通信的传播行为自动、实时得仿真，保证运算速度快。
[0042](3)本专利技术支持高速的动态的物体，参数完全动态输入、具备自动识别通信情景的能力、消耗的计算资源极低，在拥有其他较为完善的渲染、物理、动画系统中，以高刷新率来进行无线通信的传播行为的仿真，在家用6核平台上也可以完成1毫秒甚至更低时间间隔的计算和数据更新。
[0043](4)本专利技术调用Linux网络信息接口搭配实时仿真完成闭环，支持与实物设备之间完成仿真结果的闭环验证。
[0044](5)调用GPU计算处理物理运动和碰撞的接口并从中提取信息解析成无线通信仿真所需要的参数，实现自动识别通信本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实时无线通信仿真方法，其特征在于，包括下述步骤：输入通信的对象；加载通信对象的参数；射线检测，获取仿真所需的参数；处理环境参数，对几何参数进行识别，根据识别得到的场景，决定使用的通信模型的类型；处理返回的与物理相关的参数，计算出通信模型所需要的参数，决定使用的通信模型的精确程度；根据计算所得的通信模型的类型、通信模型的精确程度，计算通信模型所需要的各个子模块；输出结果。2.根据权利要求1所述的一种实时无线通信仿真方法，其特征在于，所述射线检测具体为：使用射线连接接收机和发射机，仿真无线通信的路线，并计算射线反射，读取GPU中返回射线碰撞到的所有障碍物的信息。3.根据权利要求1所述的一种实时无线通信仿真方法，其特征在于，所述获取仿真所需的参数具体为：基于通信网络接口，获取仿真场景对应的天气及地理位置信息；基于实时仿真平台的物理引擎读取GPU中的三角面的碰撞点、计算通信模型所需要的几何参数；计算通信模型所需要的表征环境的参数；基于材质信息，计算通信模型所需要的传播介质电特性；基于实时仿真引擎中的电离层映射的地球电离层相关模型计算所需的电离层特性参数；外部物理参数输入；以上数据与物理环境耦合进一步计算；其中，对于仿真引擎中没有网络模型的物体的环境参数，通过外部进行获取；对于仿真引擎中有网络模型的物体的环境参数，通过射线检测反馈的数据获取，其中部分已经内置到虚拟环境内的参数则直接进行获取。4.根据权利要求3所述的一种实时无线通信仿真方法，其特征在于，通过联动解析着色器中的属性直接读取物理属性。5.根据权利要求1所述的一种实时无线通信仿真方法，其特征在于，根据所采集的参数，适配通信模型的使用场景，在同一类型的场景下，判断是否有参数能够用于更高精确度的通信模型，如有，则使用更精确的通信模型计算，判断是否有参数能够用于插值或者校...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艺川，陈晓聪，孔祥鹏，周鑫，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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