CN109981201A - 一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器 - Google Patents
一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109981201A CN109981201A CN201910305586.5A CN201910305586A CN109981201A CN 109981201 A CN109981201 A CN 109981201A CN 201910305586 A CN201910305586 A CN 201910305586A CN 109981201 A CN109981201 A CN 109981201A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- simulation
- sub
- switch
- daughter board
- board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 150
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 13
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 9
- 102100029368 Cytochrome P450 2C18 Human genes 0.000 claims description 4
- 101000919360 Homo sapiens Cytochrome P450 2C18 Proteins 0.000 claims description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 claims description 4
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 4
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/391—Modelling the propagation channel
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/391—Modelling the propagation channel
- H04B17/3912—Simulation models, e.g. distribution of spectral power density or received signal strength indicator [RSSI] for a given geographic region
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器,包括控制系统和仿真系统;其中仿真系统包括仿真机箱和交换机箱;仿真机箱包括信道仿真子板和交换子板;交换机箱与控制系统以及各仿真机箱中的交换子板连接;仿真机箱内的各信道仿真子板与交换子板连接,交换子板与交换机箱连接;仿真机箱内的各信道仿真子板通过交换子板实现各信道仿真子板之间的相互连接,各信道仿真子板通过交换子板连接到交换机箱后实现与仿真系统或其他仿真机箱的连接;控制系统用于建立供仿真系统接入的仿真服务器,以及动态仿真卫星网络的拓扑连接、延时及误码信息并将其下发到仿真系统;仿真系统根据下发的信息改变链路参数和网络拓扑结构。本发明结构简单,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信领域,特别是一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器。
背景技术
目前已有很多较为成熟的信道传输模型,例如C.Loo、Corazza和Lutz模型等,这些模型描述的是卫星移动通信过程中信号的传输特性,包括多普勒频移、多径效应、阴影遮蔽等。
现有的模拟器关注的重点在于空间信号在传播过程中的衰落、延时及多普勒特性,这种方式虽然可以实现较为精确的信道传输特性模拟,但无法适用于在多链路高动态拓扑变化的空间信息网络实时仿真,且成本昂贵,例如芬兰伊莱比特公司的F8在2通道配置下就需要几百万人民币。
发明内容
针对上述问题,本发明旨在提供一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器。
本发明的目的采用以下技术方案来实现:
提供一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器,包括:控制系统和仿真系统;其中,
仿真系统包括仿真机箱和交换机箱;
仿真机箱包括信道仿真子板和交换子板;
交换机箱与控制系统以及各仿真机箱中的交换子板连接;
仿真机箱内的各信道仿真子板与交换子板连接,交换子板与交换机箱连接;仿真机箱内的各信道仿真子板通过交换子板实现各信道仿真子板之间的相互连接,且各信道仿真子板通过交换子板连接到交换机箱后实现与仿真系统或其他仿真机箱的连接;
控制系统包括:用于建立供仿真系统接入的仿真服务器,以及动态仿真卫星网络的拓扑连接信息并将其下发到仿真系统;仿真系统根据下发的信息改变链路参数和网络拓扑结构。
在一种实施方式中,信道仿真子板包括FPGA主芯片、寄存器单元和配置端口单元、GTX接口和外部输入时钟;
交换子板包括FPGA主芯片、寄存器单元和以太网接口单元;
仿真机箱内的各信道仿真子板同交换子板之间通过GTX接口和CPCI机箱背板进行连接;
在一种实施方式中,交换子板通过以太网接口单元与交换机箱连接,并通过该交换机箱连接到控制系统。
在一种实施方式中,控制系统包括:初始化模块和配置模块;
初始化模块包括:
建立单元,用于建立供仿真系统接入的仿真服务器;
寄存器初始化单元,用于对仿真系统中的所有寄存器进行初始化配置;
配置模块包括:
寄存器配置单元,用于对仿真系统中的所有寄存器进行配置、将配置寄存器信息发送到仿真系统;
其中,仿真系统中的寄存器包括:源端口寄存器,目的端口寄存器,交换子板寄存器。
在一种实施方式中,交换机箱包括中央交换子板,中央交换子板与各仿真机箱的交换子板连接;
各仿真机箱的交换子板通过中央交换子板实现相互连接,并且通过中央交换子板连接到控制系统。
在一种实施方式中,控制系统还包括数据包预处理单元,用于对将从控制系统输入到仿真系统的数据包进行成帧处理,添加帧头信息,其中添加的帧头信息包括源端口信息和目的端口信息,一个源端口和目的端口对表示一条连接链路;
数据包预处理单元将处理后的数据包传输到交换机箱,由交换机箱根据数据包的源端口信息将数据包分发到相应的信道仿真子板,由该信道仿真子板根据数据包的目的端口信息将数据包传输到相应的目的端口。
在一种实施方式中,信道仿真子板在接收到数据包后,判断目的端口信息是否在本信道仿真子板中,若是则将该数据包发送至相应的目的端口,否则通过该信道仿真子板上的GTX接口将该数据包发送到本仿真机箱的交换子板中;
交换子板根据目的端口信息进行数据分发,决定将数据包送至本仿真机箱的其它信道仿真子板或通过交换机箱送至其它仿真机箱。
在一种实施方式中,控制系统还包括寄存器划分单元和时延控制单元,其中,
寄存器划分单元,用于对信道仿真子板的寄存器单元的寄存器单元进行控制,将寄存器单元划分为若干个子存储空间,并根据仿真系统中的链路信息将每个子存储空间指派对应一条包括该信道仿真子板中端口的链路;并动态分配该子存储空间的空间大小;
当信道仿真子板接收到数据包后,将数据包存储到相应的子存储空间中;
时延控制单元,用于对子存储空间进行控制,为每个子存储空间设定一个计时器,当检测到有数据包输入到子存储空间时开始计时,控制子存储空间每隔设定的时间间隔按顺序读出一个数据包作为输出;当检测到自存储空间为空时,则复位相应的计时器。
在一种实施方式中,时延控制单元还包括:对输入到子存储空间的数据包的间隔时间做统计平均处理,将得到的平均时间间隔作为设定的时间间隔用于控制该子存储空间读出数据包。
在一种实施方式中,控制系统还包括误码仿真单元,用于在每个仿真时刻计算仿真系统中各链路的误码率,将各链路的误码率信息发送到信道仿真子板的误码插入单元;
信道仿真子板还包括误码插入单元,用于根据误码率信息对各链路的数据进行误码插入,具体包括:
利用多个长周期伪随机序列生成均匀分布随机数,然后根据中心极限定理将它们相加生成高斯随机序列;
分别根据各链路的误码率p和高斯随机序列的累计分布函数计算设定的阈值v,使得高斯随机序列小于该设定的阈值v的概率为p,并将该阈值v作为该链路的控制参数;当高斯随机序列的输出值vgauss小于控制参数v时,控制比较器生成一个误码与该链路的输入数据进行异或运算,完成该链路数据的误码添加;
其中,比较器的输出函数为:
式中,x表示比较器的输出。
本发明通过控制系统动态仿真卫星网络的拓扑连接、延时和误码信息,并实时下发到仿真系统进行模拟,能够使模拟器更加精确地模拟出卫星无线网络实际通信条件下的数据传输时延和误码情况,提高了模拟器的使用效果。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器结构图;
图2为本发明一种仿真系统结构图;
图3为本发明一种仿真机箱结构图;
图4为本发明一种信道仿真子板结构图;
图5为本发明一种信道仿真子板的逻辑接口图;
图6为本发明一种交换子板的逻辑接口图;
图7为本发明一种中央交换子板的逻辑接口图;
图8为本发明一种控制系统结构图;
图9为本发明一种控制系统工作流程图;
图10为本发明一种数据包延时处理逻辑结构图;
图11为本发明一种误码插入的逻辑结构图。
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
参见图1,其示出一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器,包括:控制系统1和基于数字基带的仿真系统2;图2示出的仿真系统结构图,其中,
仿真系统2包括仿真机箱21和交换机箱22;
仿真机箱21包括信道仿真子板211和交换子板212;
交换机箱22与控制系统1以及各仿真机箱21中的交换子板212连接;
仿真机箱21内的各信道仿真子板211与交换子板212连接,交换子板212与交换机箱22连接;仿真机箱21内的各信道仿真子板211通过交换子板212实现各信道仿真子板211之间的相互连接,且各信道仿真子板211通过交换子板212连接到交换机箱22后实现与仿真系统2或其他仿真机箱21的连接;
控制系统1包括:用于建立供仿真系统2接入的仿真服务器,以及动态仿真卫星网络的拓扑连接、延时、误码信息并将其下发到仿真系统2;仿真系统2根据下发的信息改变链路参数和网络拓扑结构。
在一种实施方式中,该仿真系统2中的机箱间和子板间采用数字基带信号传输。
针对仿真系统2部分,仿真系统2能够至少支持10个或以上的仿真机箱21和交换机箱22,其中每个机箱最多可支持64路100M以太网接口,交换机箱22用于实现各仿真机箱21之间的交叉连接,包括仿真机箱21和交换机箱22在内的每个机箱都设有1个以太网配置端口,在仿真系统2具有多个机箱时,该以太网配置端口可通过以太网交换机与控制系统1连接。
在一种实施方式中,信道仿真子板211包括FPGA主芯片、寄存器单元和配置端口单元、GTX接口和外部输入时钟;
交换子板212包括FPGA主芯片、寄存器单元和以太网接口单元;
仿真机箱21内的各信道仿真子板211同交换子板212之间通过GTX接口和CPCI机箱背板进行连接;
其中该寄存器单元采用DDR寄存器,具体为DDR SDRAM芯片。
在一种实施方式中,交换子板212通过以太网接口单元与交换机箱22连接,并通过该交换机箱22连接到控制系统1。
参见图3,其示出一种仿真机箱结构图,其中单个仿真机箱21最多支持八张信道仿真子板211和一张交换子板212,各信道仿真子板211通交换子板212之间通过GTX接口和CPCI机箱背板进行连接,各信道仿真子板211之间不进行直接连接。
参见图4,其示出一种信道仿真子板结构图,其包括FPGA主芯片K7-325T、4张DDRSDRAM芯片、16路GTX接口、16路FMC接口,该FPGA主芯片连接有兆赫兹级别的外部输入时钟,该DDR SDRAM芯片可工作在1333MHz以上,该GTX接口可工作在6Gbps以上。
其中,本发明模拟器结构可根据需要实现扩展,其一,可扩展每个机箱中信道仿真子板211的数量,其二,可扩展机箱的数量,为了实现可扩展性,在硬件设计中,仿真系统2的每个板卡设置身份识别信息,便于控制系统1的识别和读取及进行对应的操作。
为了实现仿真系统2的可扩展性,控制系统1必须详细掌握仿真系统2的信息和连接结构,其中,可通过认为设定,将仿真系统2的信息和连接结构录入到控制系统1中;还可以采用自动化的方式,控制系统1通过查询的方式来获取仿真系统2的信息和连接结构。
为了实现仿真平台的可扩展性,图5示出了一种信道仿真子板的逻辑接口图,在每个端口接收到数据后,生成全仿真系统2统一的包传递格式。其中每个端口的最大输入数据速率为100Mbps,内部工作带宽为32bit,工作在150Mhz频率下,则吞吐率为4.8Gbps,对应最大数据速率(16路)为1.6Gbps。
图6示出了一种交换子板的逻辑接口图,交换子板212可最多与本机箱的8张信道仿真子板211连接及与位于交换机箱22的中央交换单元连接,每个仿真子板对应的GTX发送的最大速率为诶1.6Gbps,若内部数据的工作位宽为32必特,交换子板212工作在150MHz。若每个仿真机箱21与交换机箱22的最大数据速率为6.4Gbps,则交换子板212中的两个GTX接口与交换机箱22中的中央交换单元连接,每个GTX接口的最大数据速率为3.2Gbps,所数据位宽为32必特,工作在150MHz。
与上述仿真机箱21中的交换子板212的类似,图7示出了一种中央交换子板的逻辑接口图,其中中央交换子板212设置在交换机箱22中。
针对控制系统1部分,图8示出的控制系统结构图,该控制系统1包括初始化模块11和配置模块12,
初始化模块11用于对仿真系统2进行正确性与合理性检测以及进行控制系统1的初始化工作;其具体包括:对用户初始化信息进行检查;建立服务器等待机箱接入;将子板的初始化信息读回进行检查;对DDR配置信息进行初始化;对所有寄存器进行初始化;对寄存器进行初始配置;
配置模块12用于对仿真系统2中各个机箱以及机箱里的子板的寄存器进行配置;其具体包括:配置目的端口寄存器;配置源端口寄存器;配置DDR寄存器;配置交换版寄存器;将配置寄存器信息发送到仿真系统。
控制系统1在对仿真系统2进行初始化和配置工作时,其工作流程如图9所示。
在一种实施方式中,控制系统1还包括数据包预处理单元13,用于对将从控制系统输入到仿真系统的数据包进行成帧处理,添加帧头信息,其中添加的帧头信息包括源端口信息和目的端口信息,一个源端口和目的端口对表示一条连接链路;
数据包预处理单元13将处理后的数据包传输到交换机箱22,由交换机箱22根据数据包的源端口信息将数据包分发到相应的信道仿真子板211,由该信道仿真子板211根据数据包的目的端口信息将数据包传输到相应的目的端口。
控制系统1通过与其连接的交换机箱22向仿真系统传输仿真用的数据包,其中与控制系统1连接的交换机箱22还包括数据包预处理单元13,用于对从控制系统1输入到仿真系统2的数据包进行成帧处理,添加帧头信息,其中添加的帧头信息包括源端口信息和目的端口信息,一个源端口和目的端口对表示一条连接链路;
数据包预处理单元13还根据数据包的源端口信息将数据包分发到相应的信道仿真子板211,由该信道仿真子板211根据数据包的目的端口信息将数据包传输到相应的目的端口,或者在信道仿真子板211上对该数据包进行进一步处理。
在一种实施方式中,为了实现多链路及动态拓扑的仿真,控制系统1对即将下发到MAC层的数据包进行处理,所有从控制系统1输入到仿真系统2的数据包首先根据连接关系进行成帧处理,添加必要的帧头信息,其中数据包格式如下表所示:
数据包预处理单元根据对应参数为数据包添加源端口和目的端口信息,其中一个源端口和目的端口对表示了仿真系统2中的一条链路,该端口信息是实现网络拓扑动态变化仿真的关键,由控制平台在每隔一段时间提供;
仿真系统2进一步根据接收到的数据包中的源端口、目的端口信息进行分发处理,当信道仿真子板211接收到数据包后,若目的端口在本仿真机箱21内则直接将该数据包送至相应的目的端口,否则通过GTX接口送至本机箱的交换子板212,交换子板212同样根据数据包的源端口信息和目的端口信息进行数据分发,决定将数据包送至本机箱内的某个信道仿真子板211或者送至其他仿真机箱21。由于用于控制仿真数据传输路径的矩阵由控制系统1进行更新,因此这一数据交换的过程即可实现仿真节点间的网络连接拓扑动态变化。
在一种实施方式中,控制系统1还包括寄存器划分单元14和时延控制单元15,其中,
寄存器划分单元14,用于对信道仿真子板211的寄存器单元的寄存器单元进行控制,将寄存器单元划分为若干个子存储空间,并根据仿真系统2中的链路信息将每个子存储空间指派对应一条包括该信道仿真子板211中端口的链路;并动态分配该子存储空间的空间大小;
当信道仿真子板211接收到数据包后,将数据包存储到相应的子存储空间中;
时延控制单元15,用于对子存储空间进行控制,为每个子存储空间设定一个计时器,当检测到有数据包输入到子存储空间时开始计时,控制子存储空间每隔设定的时间间隔按顺序读出一个数据包作为输出;当检测到自存储空间为空时,则复位相应的计时器。
在一种实施方式中,时延控制单元15还包括:对输入到子存储空间的数据包的间隔时间做统计平均处理,将得到的平均时间间隔作为设定的时间间隔用于控制该子存储空间读出数据包。
在一种实施方式中,寄存器划分单元14将信道仿真子板211中的DDR寄存器的存储空间划分为32个子存储空间,来对应通过该信道仿真子板的32条链路。
同时,寄存器划分单元14还可以实时分配该32个子存储空间的大小来应对不同程度时延仿真的需要,在一种场景中,当某链路的仿真时延较大时,其对应的子存储空间需要更大的空间来应对由于时延堆积的数据;因此寄存器划分单元14实时对DDR寄存器进行动态分配,能够提高DDR寄存器的使用效率和提高系统的方针性能。
图10示出了一种数据包延时处理逻辑结构图,信道仿真子板211根据该子存储空间的指派信息将对应链路(其表示一个源端口和目的端口对)的数据包存储到相应的子存储空间内,时延控制单元15对该信道仿真子板211的寄存器单元进行检测,并且为每个存储子空间设计单独的计时器。
系统开始时,每个设定的子存储空间均为空,一旦时延控制单元15检测到第一个数据包开始输入到该子存储空间,则该子存储空间对应的计时器开始计时,当计时时间到达设定的阈值时,控制该子存储空间开始读出第一个数据包,并每隔设定的时间间隔读出下一个数据包;当检测到该子存储空间为空时,则将计算其复位。由于仿真端口的数据包以100Mbps突发速率进行收发,数据包长度和间隔决定了仿真节点实际的平均速率,为了提高延时精度,仿真节点进行数据收发时应进行流量控制并以较均匀的包速率发出数据,因此,时延控制单元15进一步对输入到子存储空间的数据包间隔时间做统计平均得到按顺序读出子存储空间中数据包的时间间隔在每读出一个数据包后若该子存储空间不为空,则等待时间后再读取下一个数据包;因此,经时延控制单元15控制每条链路数据包的读出,每个数据包的延时误差直接和仿真节点发出的数据包间隔和平均数据包间隔相关,提高了模拟真实通信条件下的数据包收发延时情况的精确度。
在一种实施方式中,控制系统1还包括误码仿真单元16,用于在每个仿真时刻计算仿真系统2中各链路的误码率,将各链路的误码率信息发送到信道仿真子板211的误码插入单元;
信道仿真子板211还包括误码插入单元,用于根据误码率信息对各链路的数据进行误码插入,具体包括:
利用多个长周期伪随机序列生成均匀分布随机数,然后根据中心极限定理将它们相加生成高斯随机序列;
分别根据各链路的误码率p和高斯随机序列的累计分布函数计算设定的阈值v,使得高斯随机序列小于该设定的阈值v的概率为p,并将该阈值v作为该链路的控制参数;当读取该高斯随机序列的输出值vgauss小于控制参数v时,控制比较器生成一个误码与该链路的输入数据进行异或运算,完成该链路数据的误码添加;
其中,比较器的输出函数为:
式中,x表示比较器的输出。
在一种实施方式中,该误码插入单元设置在FPGA主芯片中,对该信道仿真子板的每个数据输入端口进行上述误码插入处理。
图11示出了一种误码插入的逻辑结构图,误码插入单元利用4个由均匀分布随机数生成的长周期伪随机序列,根据中心极限定理将它们相加生成高斯随机序列,
针对每条链路,根据高斯随机序列的累计分布函数,可求得序列输出值低于阈值v1的概率p1,其中将概率p1和通过误码仿真单元16计算该链路的误码率p2对应,将阈值v1作为该链路误码率p2的控制参数,当高斯随机序列输出的vgauss小于阈值v1时生成一个误码,通过比较器的输出值与输入数据进行疑惑,完成对数据的误码添加。
本发明上述实施方式,采用基于数字基带的仿真系统2,避免了昂贵复杂的射频、中频模拟电路设计,可以显著降低整个模拟器的复杂度和成本,符合对多链路高动态拓扑变化的空间无线网络的实时仿真需求。
通过控制系统1动态仿真卫星网络的拓扑连接、延时和误码信息,并实时下发到仿真系统2进行模拟,能够使模拟器更加精确地模拟出卫星无线网络实际通信条件下的数据传输时延和误码情况,提高了模拟器的使用效果。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当分析,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器,其特征在于,包括:控制系统和仿真系统;其中,
所述仿真系统包括仿真机箱和交换机箱;
所述仿真机箱包括信道仿真子板和交换子板;
所述交换机箱与所述控制系统以及各仿真机箱中的交换子板连接;
所述仿真机箱内的各信道仿真子板与所述交换子板连接,所述交换子板与所述交换机箱连接;所述仿真机箱内的各信道仿真子板通过所述交换子板实现各信道仿真子板之间的相互连接,且各信道仿真子板通过所述交换子板连接到交换机箱后实现与所述仿真系统或其他仿真机箱的连接;
所述控制系统包括:用于建立供所述仿真系统接入的仿真服务器,以及动态仿真卫星网络的拓扑连接信息并将其下发到所述仿真系统;所述仿真系统根据下发的信息改变链路参数和网络拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,其中,
所述信道仿真子板包括FPGA主芯片、寄存器单元和配置端口单元、GTX接口和外部输入时钟;
所述交换子板包括FPGA主芯片、寄存器单元和以太网接口单元;
所述仿真机箱内的各信道仿真子板同交换子板之间通过GTX接口和CPCI机箱背板进行连接;
和/或,
所述交换子板通过以太网接口单元与所述交换机箱连接,并通过该交换机箱连接到所述控制系统。
3.根据权利要求1所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,所述控制系统包括:初始化模块和配置模块;
所述初始化模块包括:
建立单元,用于建立供所述仿真系统接入的仿真服务器;
寄存器初始化单元,用于对仿真系统中的所有寄存器进行初始化配置;
所述配置模块包括:
寄存器配置单元,用于对所述仿真系统中的所有寄存器进行配置、将配置寄存器信息发送到所述仿真系统;
其中,所述仿真系统中的寄存器包括:源端口寄存器,目的端口寄存器,交换子板寄存器。
4.根据权利要求1所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,所述交换机箱包括中央交换子板,所述中央交换子板与各所述仿真机箱的交换子板连接;
各所述仿真机箱的交换子板通过所述中央交换子板实现相互连接,并且通过所述中央交换子板连接到所述控制系统。
5.根据权利要求1所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,控制系统还包括数据包预处理单元,用于对将输入到所述仿真系统的数据包进行成帧处理,添加帧头信息,其中添加的帧头信息包括源端口信息和目的端口信息,一个源端口和目的端口对表示一条连接链路;
所述数据包预处理单元将处理后的数据包传输到交换机箱,由交换机箱根据数据包的源端口信息将数据包分发到相应的信道仿真子板,由该信道仿真子板根据数据包的目的端口信息将数据包传输到相应的目的端口。
6.根据权利要求5所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,所述信道仿真子板在接收到所述数据包后,判断目的端口信息是否在本信道仿真子板中,若是则将该数据包发送至相应的目的端口,否则通过该信道仿真子板上的GTX接口将该数据包发送到本仿真机箱的交换子板中;
所述交换子板根据目的端口信息进行数据分发,决定将所述数据包送至本仿真机箱的其它信道仿真子板或通过交换机箱送至其它仿真机箱。
7.根据权利要求5所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,所述控制系统还包括寄存器划分单元和时延控制单元,其中,
所述寄存器划分单元,用于对所述信道仿真子板的寄存器单元的寄存器单元进行控制,将所述寄存器单元划分为若干个子存储空间,并根据仿真系统中的链路信息将每个子存储空间指派对应一条包括该信道仿真子板中端口的链路;并动态分配该子存储空间的空间大小;
当所述信道仿真子板接收到数据包后,将所述数据包存储到相应的子存储空间中;
所述时延控制单元,用于对所述子存储空间进行控制,为每个子存储空间设定一个计时器,当检测到有数据包输入到所述子存储空间时开始计时,控制所述子存储空间每隔设定的时间间隔按顺序读出一个数据包作为输出;当检测到所述自存储空间为空时,则复位相应的计时器。
8.根据权利要求7所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,所述时延控制单元还包括:对输入到子存储空间的数据包的间隔时间做统计平均处理,将得到的平均时间间隔作为所述设定的时间间隔用于控制该子存储空间读出数据包。
9.根据权利要求1所述的空间无线网络信道模拟器,其特征在于,所述控制系统还包括误码仿真单元,用于在每个仿真时刻计算所述仿真系统中各链路的误码率,将所述各链路的误码率信息发送到信道仿真子板的误码插入单元;
所述信道仿真子板还包括所述误码插入单元,用于根据所述误码率信息对各链路的数据进行误码插入,具体包括:
利用多个长周期伪随机序列生成均匀分布随机数,然后根据中心极限定理将它们相加生成高斯随机序列;
分别根据所述各链路的误码率p和所述高斯随机序列的累计分布函数计算设定的阈值v,使得所述高斯随机序列小于该设定的阈值v的概率为p,并将该阈值v作为该链路的控制参数;当所述高斯随机序列的输出值vgauss小于控制参数v时,控制比较器生成一个误码与该链路的输入数据进行异或运算,完成该链路数据的误码添加;
其中,所述比较器的输出函数为:
式中,x表示所述比较器的输出。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910305586.5A CN109981201A (zh) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | 一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910305586.5A CN109981201A (zh) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | 一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109981201A true CN109981201A (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=67084794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910305586.5A Withdrawn CN109981201A (zh) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | 一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109981201A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111092648A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-01 | 北京东土科技股份有限公司 | 一种网络模拟系统及网络测试方法 |
-
2019
- 2019-04-16 CN CN201910305586.5A patent/CN109981201A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111092648A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-01 | 北京东土科技股份有限公司 | 一种网络模拟系统及网络测试方法 |
CN111092648B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-06-17 | 北京东土科技股份有限公司 | 一种网络模拟系统及网络测试方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113011591B (zh) | 一种用于多比特量子反馈控制的量子测控系统 | |
Nychis et al. | Enabling MAC Protocol Implementations on Software-Defined Radios. | |
Carbone et al. | Dummynet revisited | |
US8682638B2 (en) | Channel emulator system and method | |
CN108462642B (zh) | 基于fpga的udp/ip硬件协议栈及实现方法 | |
US7082504B2 (en) | Method and apparatus for asynchronous read control | |
CN112327667B (zh) | 面向大规模无人集群网络的半实物仿真要素设计方法 | |
CN110138630A (zh) | 内置测试业务生成器 | |
CN102572911B (zh) | 一种基于pci-e接口的lte基带终端模拟系统 | |
CN101547063A (zh) | 一种转发延迟测试方法和系统 | |
US20080080536A1 (en) | Media access control layer bridging of a real communication device to a simulated network | |
Wette et al. | DCT2Gen: A traffic generator for data centers | |
Chaudhari et al. | A scalable FPGA architecture for flexible, large-scale, real-time RF channel emulation | |
CN109981201A (zh) | 一种基于数字基带空间无线网络信道模拟器 | |
US20190036737A1 (en) | Forwarding data between an array of baseband units and an array of radio heads in distributed wireless system using tdm switches | |
JP7355983B2 (ja) | マルチビット量子フィードバック制御のための量子測定・制御システム | |
Wilson et al. | Extending optimal oblivious reconfigurable networks to all n | |
CN110943859A (zh) | 一种网口序列调整方法、装置、设备及存储介质 | |
CN105574292B (zh) | 一种基于动态数组实现多通道任意带宽发包的方法 | |
Bouhraoua et al. | Improved modified fat-tree topology network-on-chip | |
Navaridas et al. | On synthesizing workloads emulating MPI applications | |
CN111224877A (zh) | 一种afdx交换机的vl查询方法和装置 | |
Li et al. | The memory architecture design of FC-AE-1553 chip | |
CN115442306B (zh) | 基于基数的流量控制 | |
CN115087008B (zh) | 灵活帧结构仿真系统的下行信号检测方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190705 |