CN106789218A - 一种基于事件的链路冲突实时仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于事件的链路冲突实时仿真方法，当网络节点发送消息时，利用进程间通信方式将消息内容和附加信息一并广播至网内全部节点；该消息目的接收节点收到此消息后，添加消息接收事件，根据消息内容和附加信息计算出实际完成接收的时间，设置此时刻到时的定时器，并继续接收并记录其他节点广播的消息；当定时器到时，接收节点将该消息以及与其传输时间有重叠的其他消息的波形进行叠加，再递交至接收处理流程进行处理。本发明可以实现大规模网络系统的精确实时仿真，同时支持网络的动态调整和调试。

Description

一种基于事件的链路冲突实时仿真方法

技术领域

本发明属于数据链网络技术领域，涉及数据链网络链路冲突的实时仿真方法。

背景技术

随着信息技术的广泛应用，数据链已经成为复杂战场环境下为多平台联合作战提供可靠高效的信息保障的网络化信息系统。与此同时，系统网络规模不断扩大，网络协议设计日趋复杂，其功能和性能已无法通过小规模的实物试验来进行充分验证。利用网络仿真进行验证成为了可行的解决方案。

传统的网络仿真可以分为实时仿真和非实时仿真两种。实时网络仿真一般采用半实物方式，仿真软件负责上层测试业务收发和统计，底层的消息收发由实装设备完成，此种方法受限于实装设备数量，难以支撑大规模网络仿真。非实时仿真一般需要在仿真前设定仿真场景和业务模型，由仿真程序独立完成仿真过程并输出结果，在仿真过程中不能进行人为干预，无法支持网络运行过程中的动态调整和调试。为克服以上不足，需要设计实现不依赖实物的实时仿真方法，其核心问题，就是如何实现链路冲突的实时仿真。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于事件的链路冲突实时仿真方法，当网络节点发送消息时，利用进程间通信方式将消息内容和附加信息(消息发送起始时刻、本节点地理位置)一并广播至网内全部节点；该消息目的接收节点收到此消息后，添加消息接收事件，根据消息内容和附加信息计算出实际完成接收的时间，设置此时刻到时的定时器，并继续接收并记录其他节点广播的消息；当定时器到时，接收节点将该消息以及与其传输时间有重叠的其他消息的波形进行叠加，再递交至接收处理流程进行处理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)网络节点A准备向网络节点B发送消息M_AB，读取消息发送起始时刻t_s和本节点地理位置信息P_A共同作为附加信息M_A，与待发送消息M_AB一并作为待发送信息I_AB；

2)网络节点A通过进程间通信方式将待发送信息I_AB广播至全网成员；

3)网内除节点A以外的其他网络节点接收到信息I_AB后，将信息I_AB存储在本地；网络节点B从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身为消息目的接收节点，继续提取消息发送起始时刻t_s和节点A地理位置信息P_A，利用节点A地理位置信息P_A和节点B地理位置信息P_B计算出节点A和节点B之间的距离L_AB，结合消息长度L_M、系统仿真链路传输速率R，计算出消息仿真链路传播时延和仿真链路传输时延c为光速，最终计算出该消息接收时刻t_r＝t_s+τ+T；其他网络节点从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身不是消息目的接收节点，则将I_AB存储于本地；

4)网络节点B添加消息接收事件，创建定时器，触发时刻设置为t_r；在t_r时刻到达之前继续接收记录网内节点发送的广播消息；

5)t_r时刻到达，网络节点B定时器到时，消息接收事件被触发，查找本地接收消息记录中，所有发送时间与消息M_AB有重叠的消息，根据发送时间和距离，将其与M_AB的波形进行叠加，形成复原的波形W_AB；

6)将波形W_AB递交至物理层接收处理流程，完成消息M_AB的接收过程。

本发明的有益效果是：实现了链路冲突的实时仿真，使消息在实际完成接收的时刻，以实际的接收波形被递交至接收节点的接收流程，对于各个网络节点与真实环境没有差别。利用本方法，可以实现大规模网络系统的精确实时仿真，同时支持网络的动态调整和调试。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明包括以下步骤：

1)网络节点A准备向网络节点B发送消息M_AB，读取消息发送起始时刻t_s和本节点地理位置信息P_A共同作为附加信息M_A，与待发送消息M_AB一并作为待发送信息I_AB。

2)网络节点A通过进程间通信方式(例如套接字、管道和共享内存)，将待发送信息I_AB广播至全网成员。

3)网内除节点A以外的其他网络节点接收到信息I_AB后，将信息I_AB存储在本地。网络节点B从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身为消息目的接收节点，继续提取消息发送起始时刻t_s和节点A地理位置信息P_A，利用节点A地理位置信息P_A和节点B地理位置信息P_B计算出节点A和节点B之间的距离L_AB，结合消息长度L_M、系统仿真链路传输速率R，计算出消息仿真链路传播时延(c为光速)和仿真链路传输时延最终计算出该消息接收时刻t_r＝t_s+τ+T。其他网络节点从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身不是消息目的接收节点，则将I_AB存储于本地。

4)网络节点B添加消息接收事件，创建定时器，触发时刻设置为t_r。在t_r时刻到达之前继续接收记录网内节点发送的广播消息。

5)t_r时刻到达，网络节点B定时器到时，消息接收事件被触发，查找本地接收消息记录中，所有发送时间与消息M_AB有重叠的消息，根据发送时间和距离，将其与M_AB的波形进行叠加，形成复原的波形W_AB。

6)将波形W_AB递交至物理层接收处理流程，完成消息M_AB的接收过程。

图2为本发明基于事件的链路冲突实时仿真方法流程图，下面结合附图1、附图2对本发明的实施方式进行进一步说明。仿真程序运行在一台计算机上，各节点时间统一使用计算机时间。假设网内有三个节点A、B、C，以网络节点A向网络节点B发送消息且在B处与网络节点C向外发送的消息相冲突的情况，说明使用本发明对链路冲突进行仿真的具体实施方式如下：

1)t_1s时刻，网络节点A准备向网络节点B发送消息M_AB，读取消息发送起始时刻t_1s和本节点地理位置信息P_A共同作为附加信息M_A，与待发送消息M_AB一并作为待发送信息I_AB。

2)网络节点A通过进程间通信方式(例如套接字、管道和共享内存)，将待发送信息I_AB广播至全网成员(网络节点B、网络节点C)。

3)网络节点B和网络节点C在t′_1s时刻接收到信息I_AB后，将信息I_AB存储在本地。网络节点B从信息I_AB中提取出消息M_AB、发现自身为消息目的接收节点，继续提取消息发送起始时刻t_1s和节点A地理位置信息P_A，利用节点A地理位置信息P_A和节点B地理位置信息P_B计算出节点A和节点B之间的距离L_AB，结合消息长度L_M、系统仿真链路传输速率R，计算出消息仿真链路传播时延(c为光速)和仿真链路传输时延最终计算出该消息接收时刻t_1r＝t_1s+τ₁+T₁。网络节点C从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身不是消息目的接收节点，则将I_AB存储于本地。

4)网络节点B添加消息接收事件，创建定时器，触发时刻设置为t_1r。在t_1r时刻到达之前继续接收记录网内节点发送的广播消息。

5)t_2s时刻，网络节点C准备向某网络节点(除网络节点B外)发送消息M_c，读取消息发送起始时刻t_2s和本节点地理位置信息P_c共同作为附加信息M_c，与待发送消息M_c一并作为待发送信息I_c。

6)网络节点C通过进程间通信方式(例如套接字、管道和共享内存)，将待发送信息I_c广播至全网成员(网络节点A、网络节点B)。

7)网络节点A和网络节点B在t′_2s时刻接收到信息I_c后，从信息I_c中提取出消息M_c，发现自身不是消息目的接收节点，则将I_c存储于本地。

8)t_1r时刻到达，网络节点B定时器到时，消息接收事件被触发，查找本地保存的接收消息中，所有发送时间与消息M_AB有重叠的消息,即满足：(t_1s+τ₁)<＝(t_s+τ)<＝t_1r或(t_1s+τ₁)<＝t_r<＝t_1r。查询发现本例中消息M_c发送时间与消息M_AB有重叠(t_2s+τ₂，t_1r)，截取M_c波形中的重叠部分(t_2s+τ₂，t_1r)与M_AB的波形进行叠加，生成复原的波形W_AB。

9)将波形W_AB递交至物理层接收处理流程，完成消息M_AB的接收过程。

Claims (1)

1.一种基于事件的链路冲突实时仿真方法，其特征在于包括下述步骤：

1)网络节点A准备向网络节点B发送消息M_AB，读取消息发送起始时刻t_s和本节点地理位置信息P_A共同作为附加信息M_A，与待发送消息M_AB一并作为待发送信息I_AB；

2)网络节点A通过进程间通信方式将待发送信息I_AB广播至全网成员；

3)网内除节点A以外的其他网络节点接收到信息I_AB后，将信息I_AB存储在本地；网络节点B从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身为消息目的接收节点，继续提取消息发送起始时刻t_s和节点A地理位置信息P_A，利用节点A地理位置信息P_A和节点B地理位置信息P_B计算出节点A和节点B之间的距离L_AB，结合消息长度L_M、系统仿真链路传输速率R，计算出消息仿真链路传播时延和仿真链路传输时延c为光速，最终计算出该消息接收时刻t_r＝t_s+τ+T；其他网络节点从信息I_AB中提取出消息M_AB，发现自身不是消息目的接收节点，则将I_AB存储于本地；

4)网络节点B添加消息接收事件，创建定时器，触发时刻设置为t_r；在t_r时刻到达之前继续接收记录网内节点发送的广播消息；

5)t_r时刻到达，网络节点B定时器到时，消息接收事件被触发，查找本地接收消息记录中，所有发送时间与消息M_AB有重叠的消息，根据发送时间和距离，将其与M_AB的波形进行叠加，形成复原的波形W_AB；

6)将波形W_AB递交至物理层接收处理流程，完成消息M_AB的接收过程。