一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统，属于毫米波自组网仿真技术领域。其包含虚拟节点、实物节点、节点监控软件、网络监控管理软件、剧情管理软件。虚拟节点具备和实物节点相同的组网和业务转发能力，实物节点通过网络兼容设计与虚拟节点网络相连接。虚拟节点和实物节点根据剧情管理软件下发的节点信息与剧情任务做出响应和处理，并将呈现的网络特性和统计结果反馈网络监控管理软件与节点监控。本发明专利技术能够验证复杂环境条件毫米波自组网节点的组网与业务传输承载能力，并能够支撑上层各类应用的联调联试。并能够支撑上层各类应用的联调联试。并能够支撑上层各类应用的联调联试。

【技术实现步骤摘要】
一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统


[0001]本专利技术属于毫米波自组网仿真
，是一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统，应用于毫米波组网协议仿真开发领域。

技术介绍

[0002]毫米波自组网因其高带宽的特点由广泛的应用场景。目前对于毫米波自组网协议算法的前期验证工作大多基于软件仿真完成，然而现有软件仿真平台仅能支持验证协议整体思想与部分协议指标，最终的算法验证与测试工作还需依托于实体设备组成的网络。毫米波通信网络节点规模较大，构建大规模实体设备网络建设成本较高，且调试开发周期较长。此外毫米波自组网具有高带宽的特点，而由于自组网具有多跳传输特性，不同的通信路径可能会带来不同的传输时延，这种高带宽且存在时延抖动的应用环境对于上位机应用的研发带来了挑战。面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统用于验证在复杂环境条件下毫米波自组网节点的组网与业务传输承载能力，并能够支撑上层各类应用的联调联试。
[0003]目前尚无专门针对毫米波组网的半实物仿真平台，而在无线自组网领域，现有的半实物仿真平台有如下缺点：
[0004](1)虚拟节点无法提供面向真实业务的高速数据接口，无法验证高速业务的承载与转发。
[0005](2)无法模拟地球遮挡、节点姿态、雨衰等因素对毫米波组网的影响。
[0006](3)无法对虚拟节点和实物节点进行统一的管理与状态监控。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统。该系统的每个虚拟节点都可以连接真实的以太网业务，提供高带宽业务支撑。实物节点通过网络兼容设计与虚拟节点网络相连接。半实物仿真网络中虚拟节点和实物节点根据剧情管理软件下发的节点信息与剧情任务做出响应和处理，并将呈现的网络特性和统计结果反馈至网络监控管理软件与节点监控。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0009]一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统，包括虚拟节点、实物节点、节点监控单元、网络监控管理单元和剧情管理单元；
[0010]所述虚拟节点用于模拟通信网络节点的组网传输，根据组网内节点数量为所有网络节点分配信道模拟缓冲区，并对虚拟节点间的流量进行控制，以规定速率将业务报文发送至下一跳虚拟节点；虚拟节点根据剧情任务配置的误包率信息采用蒙特卡洛方法在发送端随机进行业务报文的主动丢失，来模拟点对点链路的误包；
[0011]所述实物节点为毫米波自组网，其通过网口与交换机连接；实物节点建立用于与每个虚拟节点进行通信的缓存，通过虚拟转换的过程，打通虚拟节点和实物节点的异构数
据结构，以实现虚拟节点和实物节点的网络融合和业务传输；
[0012]所述节点监控单元用于收集并显示器连接节点的网络拓扑和状态信息，以实现节点的监控和管理功能；
[0013]所述网络监控管理单元用于收集并显示全网所有节点的网络拓扑和状态信息，以实现全网络的监控和管理功能；
[0014]所述剧情管理单元通过信道模拟函数产生特定剧情任务，并下发至虚拟节点和实物节点，指导网络的构建和组网业务传输；
[0015]仿真开始时，网络监控管理单元向虚拟节点和实物节点下发配置信息并实时监控网络状态；在仿真过程中，剧情管理单元周期性下发剧情信息，虚拟节点和实物节点根据剧情下发信息调整自身的网络状态并实时转发接入业务，此外虚拟节点和实物节点周期性上报自身状态给节点监控单元和剧情管理单元。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术的一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统，半实物仿真网络中虚拟节点和实物节点具备相同的组网和业务转发能力，可根据剧情管理软件下发的节点信息与剧情任务做出响应和处理，并将呈现的网络特性和统计结果反馈至云网管与节点监控。该系统能够有助于验证大规模节点的组网能力和对上层应用的支撑能力，有效提高系统及相关软件的开发效率。
附图说明
[0018]图1是本专利技术系统组成图；
[0019]图2是本专利技术统交互关系图；
[0020]图3是本专利技术系统连接示意图；
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本文所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。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。
[0022]参照图1至图3，一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统包含虚拟节点、实物节点、节点监控软件、网络监控管理软件、剧情管理软件。
[0023]虚拟节点为真实计算机或虚拟机，节点运行有节点虚拟化软件，能够实现替代真实节点，模拟通信网络节点的组网传输，实现虚拟节点功能。节点虚拟化软件会根据网内节点数量为所有节点分配信道模拟缓冲区，采用令牌桶算法进行与每个节点间的流量控制实现按照规定速率将业务报文发送至下一跳节点。节点虚拟化软件根据剧情任务配置的误包率信息采用蒙特卡洛方法在发送端随机进行业务报文的主动丢失，来模拟点对点链路的误包。节点虚拟化软件的路由转发策略与实物节点实现方式相同，采用改进后Dijkstra最短路径算法，并结合节点之间的链路质量等信息进行端到端多跳路由寻址。
[0024]实物节点为真实的毫米波自组网硬件平台，并通过网口与交换机连接，实物节点上的操作系统同样建立与每个虚拟节点进行通信的缓存，其上运行有节点虚实转化软件，
通过虚实转化软件，打通虚拟节点和实物节点的异构数据结构，实现虚拟节点和实物节点的网络融合和业务传输。
[0025]节点监控软件可安装运行于业务计算机或者虚拟节点计算机平台中，用于收集并显示其连接节点的网络拓扑和状态信息，实现节点的监控和管理功能。
[0026]网络监控管理软件安装运行于网络管理计算机中，收集并显示全网所有节点的网络拓扑和状态信息，实现全网络的监控和管理功能。
[0027]剧情管理软件安装运行于剧情管理计算机中，通过信道模拟函数产生特定剧情任务，并下发至网络，指导网络的构建和组网业务传输。毫米波信道模拟函数采地固坐标系，坐标原点为地心，输入变量为:
[0028]节点位置坐标：(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)；
[0029]飞机平面法向向量：(a,b,c)；
[0030]工作频率：F；
[0031]当前降雨量：PCP；
[0032]穿过雨区或者云层距离D。
[0033]模拟函数根据节点位置坐标判断是否受地球曲面的遮挡并根据节点姿态判断节点是否超出波束覆盖范围。是否受地球曲面遮挡抽象为三维直角坐标系中地球球心到两个节点连线的距离，计算公式如下所示：
[0034][0035]其中(x,y,z)为球心坐标，计算选取球心为原点。计算出来的d
r
与地球半径作比较，若小于等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向高速业务接入的毫米波自组网半实物仿真系统，其特征在于，包括虚拟节点、实物节点、节点监控单元、网络监控管理单元和剧情管理单元；所述虚拟节点用于模拟通信网络节点的组网传输，根据组网内节点数量为所有网络节点分配信道模拟缓冲区，并对虚拟节点间的流量进行控制，以规定速率将业务报文发送至下一跳虚拟节点；虚拟节点根据剧情任务配置的误包率信息采用蒙特卡洛方法在发送端随机进行业务报文的主动丢失，来模拟点对点链路的误包；所述实物节点为毫米波自组网，其通过网口与交换机连接；实物节点建立用于与每个虚拟节点进行通信的缓存，通过虚拟转换的过程，打通虚拟节点和实物节点的异构数据结构，以实现虚拟节点和实物节点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段啸寒，魏萌，张春晖，张铭思，李逸君，张子东，王一峰，严国强，郭伟然，
申请(专利权)人：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：