CN106027182A - 流星余迹通信建模仿真系统 - Google Patents

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张永涛
于晓磊
宋建明
王昕羽
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Abstract

本发明公开了一种流星余迹通信建模仿真系统，它涉及通信领域中流星余迹突发通信系统仿真装置。它由信道模拟器、发送器、接收器、数据源产生器、统计器等部件组成。它具有真实性，能仿真流星余迹的年、月、日变化规律，能反映实际流星余迹通信网拓扑结构和运行状况；它具有可扩展性，能简便地构建不同规模和拓扑结构的网络形式；它具有可操作性，有良好的人机界面，便于仿真参数的变更、结果观测和显示。本发明仿真系统，它通过加载流星余迹通信网的链路、组网协议等，可以高效快速地仿真整个通信过程。特别适合于评估流星余迹通信链路、网络性能，优化流星余迹通信网协议体系，为流星余迹通信网的建设和使用提供依据。

Description

流星余迹通信建模仿真系统
技术领域
本发明涉及通信领域中的一种流星余迹建模仿真系统。特别适用于评估突发性强、衰落快的流星余迹通信链路和网络性能。
背景技术
较常规的通信方式而言，流星余迹通信存在随机性强、吞吐量低、信息等待时间长等问题，为了充分、有效的利用流星余迹信道，需要合理地设计系统方案，而采用传统的计算、分析等设计系统方案的方式无法实现对流余信道的优化利用；同时，为了掌握流星余迹通信链路和网络性能，需要进行大规模的试验，但由于流星余迹信道的特殊性，开展实际信道的远距离试验需要时间、人力和经济上的较大消耗，当节点数量达到一定程度时，试验往往无法开展，因此，很难通过试验的方法获得流星余迹通信的性能。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种流星余迹通信建模系统，采用计算机模拟的方法完成对信道的建模，搭建能够体现出流星余迹信道特性的计算机模型；同时，在信道模型的基础上进行链路搭建，并完成对编码调制技术、信息传输协议、网络拓扑结构、路由算法以及工作参数的变化对吞吐量以及等待时间的影响等进行研究，从而为实际流星余迹通信系统的设计提供技术支撑和理论依据。该发明还能完成对流星余迹通信网的性能评估，为流星余迹通信网的建设规划和应用提供依据。
本发明的目的是这样实现的：一种流星余迹通信建模仿真系统，包括信道模拟器1、数据源产生器4和统计器5，其特征在于：还包括发送器2和接收器3；信道模拟器1产生信道模拟信号，通过输出端口1将信道模拟信号输出至发送器2的输入端口2，信道模拟器1通过输出端口2将信道模拟信号输出至接收器3的输入端口2；数据源产生器4按照一定的分布函数产生数据源，将产生的数据源通过输出端口1输出至发送器2的输入端口1；接收器3根据信道模拟信号对由输入端口3接收的外部输入数据进行解析，产生解析后的数据包和应答指示，接收器3通过输出端口4将解析后的数据包输出至统计器5的输入端口1，接收器3通过输出端口1将应答指示信号输出至发送器2的输入端口4；发送器2接收来自信道模拟器1的信道模拟信号和接收器3的应答指示信号，根据信道模拟信号和应答指示信号将来自数据源产生器4的数据源组织发送，由输出端口3输出；统计器5对来自接收器3的数据包进行统计和销毁。
其中，发送器2包括待发数据识别器6、信息帧生成器7、应答帧生成器8和数据校验器9；待发数据识别器6在信道模拟器1送来的信道模拟信号控制下检测数据源产生器4送来的数据，待发数据识别器6将数据和检测结果通过输出端3传送至信息帧生成器7的输入端口1，待发数据识别器6将检测结果通过输出端口4传送至应答帧生成器8输入端口1；信息帧生成器7根据接收器3送来的应答指示信号和待发数据识别器6送来的数据和检测结果产生信息帧后通过输出端口2输出至数据校验器9的输入端口1；应答帧生成器8根据接收器3送来的应答指示信号和待发数据识别器6送来的检测结果产生应答帧后通过输出端口2传送至数据校验器9的输入端口2；数据校验器9将来自信息帧生成器7的信息帧或来自应答帧生成器8的应答帧进行校验后传送至输出端口A。
其中，接收器3包括数据解析器10、数据生成器11和应答指示信号生成器12；数据解析器10接收信道模拟器1输出端口2送来信道模拟信号，在信道模拟信号的控制下完成对来自外部数据端口的数据进行校验和解析，分离出数据信号和应答信号，数据解析器10将数据信号通过输出端口2输出至数据生成器11的输入端口1，数据解析器10将应答信号通过输出端口3输出至应答信号生成器12的输入端口1；数据生成器11将数据信号进行组帧后通过输出端口2输出至统计器5的输入端口1；应答指示信号生成器12根据应答信号生成应答指示信号，通过输出端口2输出至发送器2的输入端口4。
本发明相比背景技术有如下优点：
1.本发明搭建的流星余迹信道模型，能够准确反映流星余迹的年、月、日变化规律，能够准确的模拟流星余迹信道特性。
2.本发明通过加载流星余迹通信网的链路、组网协议等，可以高效快速地仿真流星余迹通信过程，特别适合于评估流星余迹通信链路、网络性能，优化流星余迹通信网协议体系，为流星余迹通信网的建设和使用提供依据。
3.本发明能简便地构建不同规模和拓扑结构的网络形式，能反映实际流星余迹通信网拓扑结构和运行状况，本发明有良好的人机界面，便于仿真参数的变更、结果观测和显示。
附图说明
图1是本发明实施例的原理方框图。
图2是本发明发送器2实施例的原理图。
图3是本发明接收器3实施例的原理图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明由信道模拟器1、发送器2、接收器3、数据源产生器4、统计器5组成，图1是本发明的原理方框图，实施例按图1连接线路。它包括信道模拟器1、数据源产生器4、统计器5，其特征在于：还包括发送器2、接收器3；所述的信道模拟器1的输出端口1与发送器2的输入端口2相连，信道模拟器1产生信道模拟信号后将其送入发送器2的输入端口2；信道模拟器1的输出端口2与接收器3的输入端口2相连，信道模拟器1产生信道模拟信号后将其送入接收器3的输入端口2；数据源产生器4的输出端口1与发送器2的输入端口1相连，数据源产生器4按照一定的分布函数产生数据源，将产生的数据源送入发送器2的输入端口1；发送器2的输出端口3与输出数据端口A相连，输入端口4与接收器3的输出端口1相连，发送器2接收来自信道模拟器1的输出端口1的信道模拟信号和接收器3输出端口1的应答指示信号，根据信道模拟信号和应答指示信号将来自数据源产生器4输出端口1的数据组织发送，由输出端口3通过输出数据端口A输出；接收器3输入端口3与输入数据端口B相连，输出端口4与统计器5的输入端口1相连，接收器3对来自输入数据端口B的数据进行解析，产生解析后的数据包和应答指示，通过输出端口4将解析后的数据包传送至统计器5，通过输出端口1将应答指示信号传送至发送器2；统计器5对来自接收器3输出端口4的数据进行统计和销毁。实施例信道模拟器1、数据源产生器4、统计器5采用网络仿真软件OMNeT++实现。
本发明发送器2由待发数据识别器6、信息帧生成器7、应答帧生成器8、数据校验器9组成。图2是本发明发送器2的实施例原理图，并按其连接线路。所述的待发数据识别器6的输入端1脚与信道模拟器1的输出端口1相连，待发数据识别器6的输入端2脚与数据源产生器4的输出端口1相连，待发数据识别器6的输出端3脚与信息帧生成器7的输入端1脚相连，待发数据识别器6的输出端4脚与应答帧生成器8的输入端1脚相连，待发数据识别器6在信道模拟器1的输出端口1送来的信道模拟信号控制下检测数据源产生器4输出端口1送来的数据，并将数据和检测结果通过输出端3脚传送至信息帧生成器7，将检测结果通过输出端4脚传送至应答帧生成器8；信息帧生成器7的输出端2脚与数据校验器9的输入端1脚相连，信息帧生成器7的输入端3脚与接收器3的输出端口2相连，信息帧生成器7根据接收器3的输出端口2送来的应答指示信号和待发数据识别器6输出端3脚送来的数据产生信息帧后通过输出端2脚将信息帧传送至数据校验器9；应答帧生成器8的输出端2脚与数据校验器9的输入端2脚相连，应答帧生成器8的输入端3脚与接收器3的输出端口1相连，应答帧生成器8根据接收器3的输出端口1送来的应答指示信号产生应答帧后通过输出端2脚将应答帧传送至数据校验器9；数据校验器9的输出端3脚与数据输出端口A相连，将来自信息帧生成器7产生的信息帧或来自应答帧生成器8产生的应答帧进行校验后传送至输出端口A。。实施例待发数据识别器6、信息帧生成器7、应答帧生成器8、数据校验器9采用网络仿真软件OMNeT++实现。
本发明接收器3的作用是对来自输入数据端口B的数据进行解析，产生解析后的数据包和应答指示，将解析后的数据包传送至统计器5，将应答指示信号传送至发送器2。接收器3由解析器10、数据生成器11、应答指示信号生成器12组成。图3是本发明接收器3的实施例原理图，并按其连接线路。所述的数据解析器10的输入端1脚与输入数据端口B相连，数据解析器10的输出端2脚与数据生成器11的输入端1脚相连，数据解析器10的输出端3脚与应答指示信号生成器12的输入端1脚相连，数据解析器10的输入端4脚与信道模拟器的输出端口2相连，数据解析器10接收信道模拟器1输出端口2送来信道模拟信号，在信道模拟信号的控制下完成对来自数据端口B的数据进行校验和解析，分离出数据信号和应答信号，将数据信号通过输出端2脚传送至数据生成器11，将应答指示信号通过输出端3脚传送至应答信号生成器12；数据生成器11的输出端2脚与统计器5的输入端口1相连，数据生成器11将数据包进行组帧后传送给统计器5；应答指示信号生成器12根据数据解析器10的输出端3脚送来的应答信号生成应答指示信号，通过输出端2脚传送至发送器2。实施例解析器10、数据生成器11、应答指示信号生成器12采用网络仿真软件OMNeT++实现。
本发明简要工作原理如下：信道模拟器1采用计算机模拟的方法完成对流星余迹信道的建模，搭建出能够体现出流星余迹的年、月、日变化规律的信道模拟信号，并将信道模拟信号传送至发送器2和接收器3；发送器2和接收器3加载流星余迹通信网的链路、组网协议等，高效快速地仿真整个通信过程；数据源产生器4按照一定的分布函数产生数据源，完成不同业务强度的模拟和业务的加载；统计器5完成对接收数据的统计和销毁，得到编码调制技术、信息传输协议、网络拓扑结构、路由算法以及工作参数的变化对吞吐量、等待时间等指标的影响。本发明具有良好的人机界面，可简便地构建不同规模和拓扑结构的网络形式，可方便地仿真路由算法以及工作参数的变化对吞吐量以及等待时间的影响，从而完成对流星余迹通信网的性能评估，为流星余迹通信网的建设规划和应用提供依据。

Claims (3)

1.流星余迹通信建模仿真系统，包括信道模拟器(1)、数据源产生器(4)和统计器(5)，其特征在于：还包括发送器(2)和接收器(3)；信道模拟器(1)产生信道模拟信号，通过输出端口1将信道模拟信号输出至发送器(2)的输入端口2，信道模拟器(1)通过输出端口2将信道模拟信号输出至接收器(3)的输入端口2；数据源产生器(4)按照一定的分布函数产生数据源，将产生的数据源通过输出端口1输出至发送器(2)的输入端口1；接收器(3)根据信道模拟信号对由输入端口3接收的外部输入数据进行解析，产生解析后的数据包和应答指示，接收器(3)通过输出端口4将解析后的数据包输出至统计器(5)的输入端口1，接收器(3)通过输出端口1将应答指示信号输出至发送器(2)的输入端口4；发送器(2)接收来自信道模拟器(1)的信道模拟信号和接收器(3)的应答指示信号，根据信道模拟信号和应答指示信号将来自数据源产生器(4)的数据源组织发送，由输出端口3输出；统计器(5)对来自接收器(3)的数据包进行统计和销毁。
2.根据权利要求1所述的流星余迹通信建模仿真系统，其特征在于：发送器(2)包括待发数据识别器(6)、信息帧生成器(7)、应答帧生成器(8)和数据校验器(9)；待发数据识别器(6)在信道模拟器(1)送来的信道模拟信号控制下检测数据源产生器(4)送来的数据，待发数据识别器(6)将数据和检测结果通过输出端3传送至信息帧生成器(7)的输入端口1，待发数据识别器(6)将检测结果通过输出端口4传送至应答帧生成器(8)输入端口1；信息帧生成器(7)根据接收器(3)送来的应答指示信号和待发数据识别器(6)送来的数据和检测结果产生信息帧后通过输出端口2输出至数据校验器(9)的输入端口1；应答帧生成器(8)根据接收器(3)送来的应答指示信号和待发数据识别器(6)送来的检测结果产生应答帧后通过输出端口2传送至数据校验器(9)的输入端口2；数据校验器(9)将来自信息帧生成器(7)的信息帧或来自应答帧生成器(8)的应答帧进行校验后传送至输出端口A。
3.根据权利要求1或2所述的流星余迹通信建模仿真系统，其特征在于：接收器(3)包括数据解析器(10)、数据生成器(11)和应答指示信号生成器(12)；数据解析器(10)接收信道模拟器(1)输出端口2送来信道模拟信号，在信道模拟信号的控制下完成对来自外部数据端口的数据进行校验和解析，分离出数据信号和应答信号，数据解析器(10)将数据信号通过输出端口2输出至数据生成器(11)的输入端口1，数据解析器(10)将应答信号通过输出端口3输出至应答信号生成器(12)的输入端口1；数据生成器(11)将数据信号进行组帧后通过输出端口2输出至统计器(5)的输入端口1；应答指示信号生成器(12)根据应答信号生成应答指示信号，通过输出端口2输出至发送器(2)的输入端口4。
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