CN114884859A - 一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,包括网络状态控制硬件平台及数据包延时控制嵌入式软件系统,所述网络状态控制硬件平台包括接收以太网口A、转发以太网口B、配置以太网口C、第一RS‑232串口、第二RS‑232串口、数据处理模块、数据存储模块、电源控制模块和面板指示灯及按键;数据存储模块用于提供存储模块;电源控制模块用于提供电源的转换及控制功能;面板指示灯及按键用于提供系统使用状态指示灯及控制按键功能数据包延时控制嵌入式软件系统包括数据包接收处理线程以及与其相连接的数据转发控制模块。本发明用于为指挥通信模拟训练提供基于通信仿真计算的网络数据传输延时效果,具有效果逼真、部署灵活的优点。
Description
技术领域
本发明属于信息通信及计算机仿真领域,涉及一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置及方法。
背景技术
随着实战化要求的不断提高,需要为指挥通信模拟训练提供状态逼真的战场通信链路传输效果。然而,频繁采用实装、实地开展训练,成本高、组织难度大,且易暴露装备电磁频谱特性,存在安全风险。因此,采取基于计算机网络开展指挥通信模拟训练是各国军方普遍采用的方法之一。
目前利用计算机网络开展指挥通信模拟训练的主要方法包括:一是计算机仿真推演法,通过计算机仿真技术构建虚拟战场,通过模型、数据、想定、规则、算法在虚拟战场上开展指挥筹划训练;二是半实物模拟训练法,利用计算机网络连接半实物模拟训练设备,开展指挥流程及装备操作训练;三是基于LVC训练方法,LVC源自美军训练模拟专业术语,L(Live,实装),V(Virtual,虚拟),C(Constructive,构造/推演),是指依托计算机网络等信息技术与装备,基于同一时间轴构建现实世界、虚拟世界平行战场,开展虚实结合、平行推进的训练体系构建方法;四是平行系统的ACP方法,2004年中科院王飞跃教授提出平行系统的ACP方法,主要由三部分组成:人工系统(A,Artificial Systems)、计算实验(C,Computing Experiment)、平行执行(P,Parallel Execution),其实现思路与LVC方法基本一致,是一种具备虚实融合、平行推进的训练体系构建方法。
综合上述四种方法,方法一、二在指挥筹划训练、装备操作训练等方面各有优势,但无法满足真实装备、仿真系统间的融合交互训练需要,在训练逼真度、人员沉浸感等方面均有一定的局限性。方法三、四是近几年国内外军方开展指挥通信模拟训练研究的热点,是开展虚实融合指挥通信模拟训练的重要理论方法支撑,当由于涉及大量技术攻关,目前成熟方法及产品较少。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术及方法的局限性与不足,提供一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置及方法,以实现基于通信仿真计算结果的计算机网络数据传输状态控制,为指挥通信模拟训练提供逼真的战场通信效果支持。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现:
一方面,本发明提供了一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,包括网络状态控制硬件平台及数据包延时控制嵌入式软件系统,其中:
所述网络状态控制硬件平台1包括接收以太网口A、转发以太网口B、配置以太网口C、第一RS-232串口、第二RS-232串口、数据处理模块、数据存储模块、电源控制模块和面板指示灯及按键;其中,所述接收以太网口A直接或通过交换设备连接用户终端;所述第一RS-232串口、第二RS-232串口直接连接用户终端;所述数据存储模块用于提供数据存储所需的高速缓存、静态及动态存储模块;所述电源控制模块用于提供220V交流电源输入及1U标准板载电源的转换及控制功能;所述面板指示灯及按键用于提供系统使用状态指示灯及控制按键功能;
所述数据包延时控制嵌入式软件系统包括数据包接收处理线程以及与其相连接的数据转发控制模块,其中,所述数据包接收处理线程、数据转发控制模块均连接网络状态控制硬件平台1的数据处理模块、数据存储模块;所述数据包接收处理线程用于动态接收外部传输层数据包,对接收到的数据包进行解析判断,根据数据包类型对其进行缓存或转发,并结合通信链路表对数据包进行延时计算及延时控制;数据转发控制模块用于将需要转发的数据包转发给目的地址用户终端。
进一步的,所述通信链路表的格式如下:包括标识、发送端IP及端口、接收端IP及端口、通信链路建立时间ts、电波传播延时值td、失败概率p和码率cr;其中,所述通信链路建立时间ts、电波传播延时值td的单位是s,码率cr单位是bit/s。
进一步的,所述网络状态控制硬件平台1在二口工作模式下,所述转发以太网口B直接或通过交换设备连接通信信道传输仿真计算模块及对端用户终端;在三口工作模式下,所述转发以太网口B直接或通过核心交换机连接外部传输设备,所述配置以太网口C直接连接通信信道传输仿真计算模块;数据处理模块用于提供数据处理所需CPU模块。
另一方面,本发明提供了一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制方法,所述方法基于权利要求1~3任一项所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置进程网络状态控制,所述方法通过所述数据包延时控制嵌入式软件系统的数据包接收处理线程、数据转发控制模块进行操作,具体包括如下步骤:
步骤1、定期接收通信信道传输仿真计算模块下发的通信链路表,并更新本地的通信链路表,根据指挥通信模拟训练计划,第一指挥所的用户终端与第二指挥所的用户终端间进行数据收发;
步骤2、数据包接收处理线程动态接收外部传输层数据包;
步骤3、数据包接收处理线程对接收到的数据包进行解析判断,若为UDP协议数据包且标识是S,即为通信信道传输仿真计算模块发送的通信链路表,则更新本地通信链路表;若为本地用户终端发送TCP协议数据包,则保存在本地数据接收缓存队列中;若为其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包则直接转发给目的地址用户终端;
步骤4、数据包接收处理线程读取数据接收缓存队列中待转发数据包信息,结合通信链路表进行数据包延时计算及延时控制;其中,所述数据接收缓存队列设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块中;
步骤5、到达指定延时时间后,数据包接收处理线程从数据包接收缓存队列取出待转发数据包放至数据转发缓存队列;其中,所述数据转发缓存队列设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块中;
步骤6、数据转发控制模块读取数据转发缓存队列中待转发数据包,经转发以太网口B发往目的地址用户终端。
进一步的,所述步骤1中的定期接收为每分钟接收一次。
进一步的,所述数据包延时控制嵌入式软件系统的数据包接收处理线程的工作流程具体工作步骤如下:
步骤1、数据包接收处理线程动态接收外部传输层数据包,执行步骤2;
步骤2、数据包接收处理线程对数据包进行解析判断,若为UDP协议数据包且标识是S,即为通信信道传输仿真计算模块发送的通信链路表,则更新本地通信链路表;若为本地用户终端发送TCP协议数据包,则保存在本地数据接收缓存队列中;若为其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包则直接转发至目的地址用户终端,执行步骤3;
步骤3、数据包接收处理线程读取数据接收缓存队列中待转发数据包信息,根据通信链路表的记载,解析并判断是否为发送端IP地址与接收端IP地址间第一个数据包,若为第一个数据包执行步骤4,否则执行步骤5;其中,所述数据接收缓存队列设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块中;
步骤4、令T=ts,其中,T为待转发数据包延时时间,ts为通信链路表中的通信链路建立时间,执行步骤9;
步骤5、判断通信链路表中的失败概率p,若p为0,则执行步骤6,若p是0或1之外的其他数值,则执行步骤7;若p为1,则执行步骤12;
步骤6、令T=td+L/cr,td为通信链路表中电波传播延时值,L为数据接收缓存队列)中待转发数据包信息的数据包大小,单位为bit,cr为通信链路表中码率,执行步骤9;
步骤7、产生随机数n,若n大于或等于p,则执行步骤8,否则重复执行步骤7;
步骤8、令T=n(td+L/cr),执行步骤9;
步骤9、令T=T-1,执行步骤10;
步骤10、判断T是否为0,不为0则返回步骤9,为0则执行步骤11;
步骤11、从数据包接收缓存队列取出待转发数据包放至数据包转发缓存队列,结束本次数据包接收处理过程;其中,所述数据转发缓存队列设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块中;
步骤12、丢弃用户终端数据包,模拟发送及接收端间通信链路断路状态,结束本次数据包接收处理过程。
进一步的,所述数据包延时控制嵌入式软件系统的数据包转发控制线程的工作流程具体包括如下步骤:
步骤1、读取数据包转发缓存队列,判断是否为空,若为空则循环执行步骤1,否则执行步骤2;
步骤2、读取数据包转发缓存队列中待转发数据包,并转发给网络层,经转发以太网口B发往目的地址用户终端。
相较于现有技术,本发明提供的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置的技术效果如下:
(1)网络状态控制硬件平台通过设置接收、转发、配置以太网口以及多个串口,能够实现完善网络状态控制硬件平台与外部的接口功能,同时能够根据网络通信需要实现灵活的二口、三口工作模式。另外,通过设置数据处理模块、数据存储模块、电源控制模块和面板指示灯及按键,能够提供数据处理、数据存储、供电及指示灯按键控制,为指挥通信模拟训练系统提供了完整、灵活、有效的硬件支撑。
(2)嵌入式软件系统的设计中,通过设计数据包接收处理线程接收外部传输层数据包,并对其进行解析判断实现各类型数据包的转发或缓存处理,实现了明晰、完整的接收功能;同时,结合通信链路表对数据包进行延时计算及延时控制,使得数据包的发送时间得到有效控制,并通过数据转发控制模块对需要转发的数据包转发给目的用户端,实现了完整的数据保存及转发功能。因此,为指挥通信模拟训练系统提供了完整、有效的软件支撑。
综上,本发明为指挥通信模拟训练提供基于通信仿真计算的网络数据传输延时控制效果,具有效果逼真、部署灵活、操作简单等优点。
附图说明:
图1为网络状态控制硬件平台的结构图;
图2为网络状态控制硬件平台的三口工作模式连接示意图;
图3为网络状态控制硬件平台的二口工作模式连接示意图;
图4为本发明的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置的应用部署示例图;
图5为通信链路表数据包格式示例;
图6为数据包接收处理线程工作流程图;
图7为数据包转发控制线程工作流程图;
其中:
1—网络状态控制硬件平台 2—数据包延时控制嵌入式软件系统
3—通信信道传输仿真计算模块 11—接收以太网口A
12—转发以太网口B 13—配置以太网口C
14—第一RS-232串口 115—第二RS-232串口
16—数据处理模块 17—数据存储模块
18—电源控制模块 19—面板指示灯及按键
21—数据包接收处理线程 22—数据包转发控制线程
21a—数据接收缓存队列 22a—数据转发缓存队列
1a—通信链路表 11a—用户终端发送TCP协议数据包
12a—非本地用户终端发送数据包 21ab—其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包
21aa—数据接收缓存队列中待转发数据包 22aa—数据转发缓存队列中待转发数据包
31—标识 32—发送IP及端口
33—接收IP及端口 34—通信链路建立时间ts
35—电波传播延时值td 36—失败概率p
37—码率cr
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明:
首先,通信信道传输仿真计算模块3为本发明所需的外部信息输入支撑系统,主要用于向本发明的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置实时发送通信链路表1a,如图5所示,为通信链路表1a的格式示例:包括标识31、发送端IP及端口32、接收端IP及端口33、通信链路建立时间ts34、电波传播延时值td35、失败概率p36和码率cr37,上述参数均由通信信道传输仿真计算模块3直接给出。上述格式中,标识采用字母“S”是固定不变的,通信链路建立时间ts、电波传播延时值td的单位是s,码率cr单位是bit/s。如:“S;192.168.1.2,8080;192.168.1.3,8081;1.35;0.0123;0.3;2456”,表示发送IP及端口为:192.168.1.2,8080,接收IP及端口为192.168.1.3,8081,通信链路建立时间为1.35s,电波传播延时值为0.0123s,失败概率为0.3,码率为2456bit/s。
本发明给出的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,包括网络状态控制硬件平台1及数据包延时控制嵌入式软件系统2,其中,网络状态控制硬件平台1用于提供数据包接收、存储、延时计算所需的存储、处理、接口、电源、指示灯及按键控制功能,用于通过以太网口接收由通信信道传输仿真计算模块3发送的通信链路表1a,通过以太网口或串口接收用户终端发送的数据包,通过以太网口转发用户终端发送数据包;数据包延时控制嵌入式软件系统2用于提供数据包接收、解析、缓存、延时计算及转发控制功能,其通过嵌入式方式集成在网络状态控制硬件平台1内。
优选的,参见图1:为网络状态控制硬件平台1的结构图,包括接收以太网口A11、转发以太网口B12、配置以太网口C13、第一RS-232串口14、第二RS-232串口15、数据处理模块16、数据存储模块17、电源控制模块18和面板指示灯及按键19;其中,接收以太网口A11直接或通过交换设备连接用户终端;第一RS-232串口14、第二RS-232串口15直接连接用户终端;二口工作模式下,转发以太网口B12直接或通过交换设备(如图2、4中所示的内网交换机)连接通信信道传输仿真计算模块3及对端用户终端;三口工作模式下,转发以太网口B12直接或通过核心交换机连接外部传输设备,配置以太网口C13直接连接通信信道传输仿真计算模块3;数据处理模块16用于提供数据处理所需CPU模块;数据存储模块17用于提供数据存储所需的高速缓存、静态及动态存储模块;电源控制模块18用于提供220V交流电源输入及1U标准板载电源的转换及控制功能;面板指示灯及按键19用于提供系统使用状态指示灯及控制按键功能。
上述网络状态控制硬件平台1的结构设计中,通过设置接收以太网口A、转发以太网口B、配置以太网口C、第一RS-232串口、第二RS-232串口,能够实现完善网络状态控制硬件平台与外部的接口功能,同时能够根据网络通信需要实现灵活的二口、三口工作模式。另外,通过设置数据处理模块16、数据存储模块17、电源控制模块18和面板指示灯及按键19,能够提供数据处理、数据存储、供电及指示灯按键控制,为指挥通信模拟训练系统提供了完整、灵活、有效的硬件支撑。
参见图2:为本发明的网络状态控制装置的网络状态控制硬件平台的三口工作模式连接示意图。三口工作模式下,接收以太网口A11直接或通过交换设备连接用户终端,转发以太网口B12直接或通过交换机连接外部传输设备,配置以太网口C13直接连接通信信道传输仿真计算模块3,第一RS-232串口14或第二RS-232串口15直接连接用户终端。
参见图3:为本发明的网络状态控制装置二口工作模式连接示意图。二口工作模式下,接收以太网口A11直接或通过交换设备连接用户终端,转发以太网口B12直接或通过交换设备连接通信信道传输仿真计算模块3及对端用户终端,配置以太网口C13空闲,第一RS-232串口14或第二RS-232串口15直接连接用户终端。
优选的,上述本发明中的数据包延时控制嵌入式软件系统2包括数据包接收处理线程21以及与其相连接的数据包转发控制线程22,其中,数据包接收处理线程21、数据包转发控制线程22均连接网络状态控制硬件平台1的数据处理模块16、数据存储模块17;数据包接收处理线程21用于动态接收外部传输层数据包,对接收到的数据包进行解析判断,根据数据包类型对其进行缓存或转发,并结合通信链路表1a对数据包进行延时计算及延时控制;数据包转发控制线程22用于将需要转发的数据包转发给目的地址用户终端。
上述数据包延时控制嵌入式软件系统2的设计中,通过设计数据包接收处理线程21接收外部传输层数据包,并对其进行解析判断实现各类型数据包的转发或缓存处理,实现了明晰、完整的接收功能;同时,结合通信链路表1a对数据包进行延时计算及延时控制,使得数据包的发送时间得到有效控制,并通过数据包转发控制线程22对需要转发的数据包转发给目的用户端,实现了完整的数据保存及转发功能。因此,为指挥通信模拟训练系统提供了完整、有效的软件支撑。
参见图4:为本发明的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置的应用部署示例图,指挥通信模拟训练系统会涉及到多个指挥所的通信,一个指挥所内一般部署一个本发明的网络状态控制装置,具体部署在指挥所的内网交换机与指挥通信模拟训练系统的核心交换机间,通信信道传输仿真计算模块3连接于核心交换机上,一个指挥通信模拟训练系统只部署一个通信信息传输仿真计算模块3。
指挥通信模拟训练开始后,执行本发明的网络状态控制方法,具体包括如下步骤:
步骤1、定期接收本发明中为每分钟接收一次通信信道传输仿真计算模块3下发的通信链路表1a,并更新本地的通信链路表1a,根据指挥通信模拟训练计划,第一指挥所的用户终端与第二指挥所的用户终端间进行数据收发;
步骤2、数据包接收处理线程21动态接收外部传输层数据包;
步骤3、数据包接收处理线程21对接收到的数据包进行解析判断,若为UDP协议数据包且标识是S,即为通信信道传输仿真计算模块3发送的通信链路表1a,则更新本地通信链路表;若为本地用户终端发送TCP协议数据包11a,则保存在本地数据接收缓存队列21a中;若为其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包21ab则直接转发给目的地址用户终端;
步骤4、数据包接收处理线程21读取数据接收缓存队列21a中待转发数据包信息21aa,结合通信链路表1a进行数据包延时计算及延时控制;其中,数据接收缓存队列21a设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块17中;
步骤5、到达指定延时时间后,数据包接收处理线程21从数据包接收缓存队列21a取出待转发数据包21aa放至数据转发缓存队列22a;其中,数据转发缓存队列22a设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块17中;
步骤6、数据包转发控制线程22读取数据转发缓存队列22a中待转发数据包22aa,经转发以太网口B12发往目的地址用户终端。
上述数据包延时控制嵌入式软件系统2的工作流程中,通过数据包接收处理线程21接收外部传输层数据包,并对其进行解析判断实现各类型数据包的转发或缓存处理,实现了明晰、完整的接收功能;同时,结合通信链路表1a对数据包进行延时计算及延时控制,使得数据包的发送时间得到有效控制,并通过数据包转发控制线程22对需要转发的数据包转发给目的用户端,实现了完整的数据保存及转发功能。因此,为指挥通信模拟训练系统提供了完整、有效的支撑。
参见图6:为本发明的网络状态控制装置的数据包延时控制嵌入式软件系统2的数据包接收处理线程21的工作流程图,数据包接收处理线程21负责外部传输层数据包的接收、解析、缓存、延时计算等功能,具体工作步骤如下:
步骤1、数据包接收处理线程21动态接收外部传输层数据包,执行步骤2;
步骤2、数据包接收处理线程21对数据包进行解析判断,若为UDP协议数据包且标识是S31,即为通信信道传输仿真计算模块3发送的通信链路表1a,则更新本地通信链路表;若为本地用户终端发送TCP协议数据包,则保存在本地数据接收缓存队列21a中;若为其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包21ab则直接转发至目的地址用户终端,执行步骤3;
步骤3、数据包接收处理线程21读取数据接收缓存队列21a中待转发数据包信息21aa,根据通信链路表1a的记载,解析并判断是否为发送端IP地址与接收端IP地址间第一个数据包,若为第一个数据包执行步骤4,否则执行步骤5;
步骤4、令T=ts,其中,T为待转发数据包延时时间,ts为通信链路表中的通信链路建立时间34,执行步骤9;
步骤5、判断通信链路表中的失败概率p,若p为0,则执行步骤6,若p是0或1之外的其他数值,则执行步骤7;若p为1,则执行步骤12;
步骤6、令T=td+L/cr,td为通信链路表中电波传播延时值35,L为数据接收缓存队列21a中待转发数据包信息的数据包大小,单位为bit,cr为通信链路表中码率37,执行步骤9;
步骤7、产生随机数n,若n大于或等于p,则执行步骤8,否则重复执行步骤7;
步骤8、令T=n(td+L/cr),执行步骤9;
步骤9、令T=T-1,执行步骤10;
步骤10、判断T是否为0,不为0则返回步骤9,为0则执行步骤11;
步骤11、从数据包接收缓存队列21a取出待转发数据包21aa放至数据包转发缓存队列22a,结束本次数据包接收处理过程;
步骤12、丢弃用户终端数据包,模拟发送及接收端间通信链路断路状态,结束本次数据包接收处理过程。
上述数据包接收处理线程21的工作流程中,可对接收到的外部传输层数据包进行解析,实现各类型数据包的转发或缓存处理,缓存处理时可根据接收到的通信链路表参数,计算并控制网络传输的通、断及延时时间,需要缓存并转发数据包21aa暂时存放在数据接收缓存队列21a中,由数据包接收处理线程21判断是否到达延时时间,到达后取出放至数据包转发缓存队列22a中,并通过数据包转发控制线程22对需要转发的数据包转发给目的用户端,实现了外部传输层数据包的有效获取、解析、判断、计算和控制,为指挥通信模拟训练系统提供了准确的网络状态控制及逼真的传输效果。
参见图7:为本发明的网络状态控制装置的数据包延时控制嵌入式软件系统2的数据包转发控制线程22的工作流程图,具体工作步骤如下:
步骤1、读取数据包转发缓存队列22a,判断是否为空,若为空则循环执行步骤1,否则执行步骤2;
步骤2、读取数据包转发缓存队列22a中待转发数据包22aa,并转发给网络层,经转发以太网口B12发往目的地址用户终端。
上述数据包转发控制线程22的工作流程中,可读取数据包转发缓存队列22a的状态,如果不为空,将待转发数据包22aa,并转发给网络层,经转发以太网口B12发往目的地址用户终端,为实现完整的数据包缓存及转发控制提供了支撑。通过数据包接收处理线程21、数据包转发控制线程22的双线程处理模式,可有效提高网络状态控制装置数据处理效率,提高延时控制精度。
综上,本发明提供的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,用于为指挥通信模拟训练提供基于通信仿真计算的网络数据传输延时控制效果,具有效果逼真、部署灵活、操作简单等特点。
应当指出,以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明,但是不以任何方式限制本发明。因此,尽管本说明书参照附图和具体实施方式对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域技术人员应当理解,并且可以对本发明进行修改或者等同替换;但是,一切不脱离本发明精神和技术实质的技术方案,其均应涵盖在本发明的保护范围中。
Claims (7)
1.一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,其特征在于,包括网络状态控制硬件平台(1)及数据包延时控制嵌入式软件系统(2),其中:
所述网络状态控制硬件平台1包括接收以太网口A(11)、转发以太网口B(12)、配置以太网口C(13)、第一RS-232串口(14)、第二RS-232串口(15)、数据处理模块(16)、数据存储模块(17)、电源控制模块(18)和面板指示灯及按键(19);其中,所述接收以太网口A(11)直接或通过交换设备连接用户终端;所述第一RS-232串口(14)、第二RS-232串口(15)直接连接用户终端;所述数据存储模块(17)用于提供数据存储所需的高速缓存、静态及动态存储模块;所述电源控制模块(18)用于提供220V交流电源输入及1U标准板载电源的转换及控制功能;所述面板指示灯及按键(19)用于提供系统使用状态指示灯及控制按键功能;
所述数据包延时控制嵌入式软件系统(2)包括数据包接收处理线程(21)以及与其相连接的数据转发控制模块(22),其中,所述数据包接收处理线程(21)、数据转发控制模块(22)均连接网络状态控制硬件平台1的数据处理模块(16)、数据存储模块(17);所述数据包接收处理线程(21)用于动态接收外部传输层数据包,对接收到的数据包进行解析判断,根据数据包类型对其进行缓存或转发,并结合通信链路表(1a)对数据包进行延时计算及延时控制;数据转发控制模块(22)用于将需要转发的数据包转发给目的地址用户终端。
2.如权利要求1所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,其特征在于,所述通信链路表(1a)的格式如下:包括标识(31)、发送端IP及端口(32)、接收端IP及端口(33)、通信链路建立时间ts(34)、电波传播延时值td(35)、失败概率p(36)和码率cr(37);其中,所述通信链路建立时间ts、电波传播延时值td的单位是s,码率cr单位是bit/s。
3.如权利要求1所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置,其特征在于,所述网络状态控制硬件平台1在二口工作模式下,所述转发以太网口B(12)直接或通过交换设备连接通信信道传输仿真计算模块(3)及对端用户终端;在三口工作模式下,所述转发以太网口B(12)直接或通过核心交换机连接外部传输设备,所述配置以太网口C(13)直接连接通信信道传输仿真计算模块(3);数据处理模块(16)用于提供数据处理所需CPU模块。
4.一种支持指挥通信模拟训练的网络状态控制方法,其特征在于,所述方法基于权利要求1~3任一项所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制装置进程网络状态控制,所述方法通过所述数据包延时控制嵌入式软件系统(2)的数据包接收处理线程(21)、数据转发控制模块(22)进行操作,具体包括如下步骤:
步骤1、定期接收通信信道传输仿真计算模块(3)下发的通信链路表(1a),并更新本地的通信链路表(1a),根据指挥通信模拟训练计划,第一指挥所的用户终端与第二指挥所的用户终端间进行数据收发;
步骤2、数据包接收处理线程(21)动态接收外部传输层数据包;
步骤3、数据包接收处理线程(21)对接收到的数据包进行解析判断,若为UDP协议数据包且标识是S,即为通信信道传输仿真计算模块(3)发送的通信链路表(1a),则更新本地通信链路表;若为本地用户终端发送TCP协议数据包(11a),则保存在本地数据接收缓存队列(21a)中;若为其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包(21ab)则直接转发给目的地址用户终端;
步骤4、数据包接收处理线程(21)读取数据接收缓存队列(21a)中待转发数据包信息(21aa),结合通信链路表(1a)进行数据包延时计算及延时控制;其中,所述数据接收缓存队列(21a)设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块(17)中;
步骤5、到达指定延时时间后,数据包接收处理线程(21)从数据包接收缓存队列(21a)取出待转发数据包(21aa)放至数据转发缓存队列(22a);其中,所述数据转发缓存队列(22a)设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块(17)中;
步骤6、数据转发控制模块(22)读取数据转发缓存队列(22a)中待转发数据包(22aa),经转发以太网口B(12)发往目的地址用户终端。
5.如权利要求1所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制方法,其特征在于,所述步骤1中的定期接收为每分钟接收一次。
6.如权利要求4所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制方法,其特征在于,所述数据包延时控制嵌入式软件系统(2)的数据包接收处理线程(21)的工作流程具体工作步骤如下:
步骤1、数据包接收处理线程(21)动态接收外部传输层数据包,执行步骤2;
步骤2、数据包接收处理线程(21)对数据包进行解析判断,若为UDP协议数据包且标识是S(31),即为通信信道传输仿真计算模块(3)发送的通信链路表(1a),则更新本地通信链路表;若为本地用户终端发送TCP协议数据包,则保存在本地数据接收缓存队列(21a)中;若为其他协议数据包或非本地用户终端发送数据包(21ab)则直接转发至目的地址用户终端,执行步骤3;
步骤3、数据包接收处理线程(21)读取数据接收缓存队列(21a)中待转发数据包信息(21aa),根据通信链路表(1a)的记载,解析并判断是否为发送端IP地址与接收端IP地址间第一个数据包,若为第一个数据包执行步骤4,否则执行步骤5;其中,所述数据接收缓存队列(21a)设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块(17)中;
步骤4、令T=ts,其中,T为待转发数据包延时时间,ts为通信链路表中的通信链路建立时间(34),执行步骤9;
步骤5、判断通信链路表中的失败概率p(36),若p为0,则执行步骤6,若p是0或1之外的其他数值,则执行步骤7;若p为1,则执行步骤12;
步骤6、令T=td+L/cr,td为通信链路表中电波传播延时值(35),L为数据接收缓存队列(21a)中待转发数据包信息的数据包大小,单位为bit,cr为通信链路表中码率(37),执行步骤9;
步骤7、产生随机数n,若n大于或等于p,则执行步骤8,否则重复执行步骤7;
步骤8、令T=n(td+L/cr),执行步骤9;
步骤9、令T=T-1,执行步骤10;
步骤10、判断T是否为0,不为0则返回步骤9,为0则执行步骤11;
步骤11、从数据包接收缓存队列(21a)取出待转发数据包(21aa)放至数据包转发缓存队列(22a),结束本次数据包接收处理过程;其中,所述数据转发缓存队列(22a)设置在网络状态控制硬件平台1的数据存储模块(17)中;
步骤12、丢弃用户终端数据包,模拟发送及接收端间通信链路断路状态,结束本次数据包接收处理过程。
7.如权利要求4所述的支持指挥通信模拟训练的网络状态控制方法,其特征在于,所述数据包延时控制嵌入式软件系统(2)的数据包转发控制线程(22)的工作流程具体包括如下步骤:
步骤1、读取数据包转发缓存队列(22a),判断是否为空,若为空则循环执行步骤1,否则执行步骤2;
步骤2、读取数据包转发缓存队列(22a)中待转发数据包(22aa),并转发给网络层,经转发以太网口B(12)发往目的地址用户终端。
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