CN115883388A - 虚实结合的大规模网络半实物仿真装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及虚实结合的大规模网络半实物仿真装置和方法，装置包括服务器、虚实结合射频网关设备、无线信道模拟器和实物节点网络。服务器用于通过容器运行实物节点的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；目标协议栈中的协议包括从实物节点中移植的物理层以上的各层协议。虚实结合射频网关设备用于执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输给无线信道模拟器。无线信道模拟器用于将射频信号传输给各实物节点。大幅提升半实物仿真性能。

Description

虚实结合的大规模网络半实物仿真装置和方法

技术领域

本发明属于无线网络通信技术领域，涉及一种虚实结合的大规模网络半实物仿真装置和方法。

背景技术

无线网络的性能评估是改进网络传输性能和路由算法的重要手段，由于无线网络由于无线信道和路由协议的复杂性，传统的无线自组织网络性能评估的主要方法是采用信道模拟器、射频切换矩阵与可控衰减器等组合的评估方法。该传统方法通过信道模拟器模拟典型的信道传播特性，对自组织网络的点对点无线传输性能进行测试，通过模拟射频矩阵和可控衰减器来控制自组织网络的拓扑变化，构建评估自组织网络的路由协议性能的底层网络。通过对自组织网络节点注入业务驱动流量，记录业务传输的丢包、抖动和延时等特性，评估计算网络的总体性能。

基于信道模拟器对无线网络进行仿真时，网络的规模受限于信道模拟器接入的端口数量，在进行更大规模的网络仿真时，往往借助于半实物方式对网络规模进行扩展。在半实物仿真模式下，需要利用仿真节点构建大规模的仿真网络，通过半实物网关与实际无线通信装备进行交互。然而，在实现本发明的过程中，发明人发现上述传统方法，存在着半实物仿真性能不高的技术问题。

发明内容

针对上述传统方法中存在的问题，本发明提出了一种虚实结合的大规模网络半实物仿真装置以及一种虚实结合的大规模网络半实物仿真方法。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，提供一种虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，包括服务器、虚实结合射频网关设备、无线信道模拟器和实物节点网络；实物节点网络包括多个实物节点；

服务器与虚实结合射频网关设备数据连接，虚实结合射频网关设备与无线信道模拟器射频连接，无线信道模拟器分别与各实物节点射频连接；

服务器用于通过容器运行实物节点的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；目标协议栈中的协议包括从实物节点中移植的物理层以上的各层协议；

虚实结合射频网关设备用于执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输给无线信道模拟器；

无线信道模拟器用于将射频信号传输给各实物节点。

在其中一个实施例中，虚拟SDN交换机包括SDN控制器和多个虚拟网卡；

各虚拟网卡分别用于连接各虚拟仿真节点的链路层接口；

SDN控制器用于运行链路特性仿真应用，根据信道建模系统输入的节点间的无线信道特性，构建基于各虚拟仿真节点的大规模虚拟仿真网络；大规模虚拟仿真网络的链路特性通过链路特性仿真应用根据无线信道传输BER曲线计算得到。

在其中一个实施例中，虚拟节点物理层模拟包括在虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下产生简化的物理层信号。

在其中一个实施例中，信道模拟包括根据信道建模系统获取的衰减及多普勒参数，建立当前状态下每个虚拟仿真节点与实物节点间的信道特征。

另一方面，还提供一种虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，应用于上述的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，前述方法包括步骤：

在容器中部署多个虚拟仿真节点，通过虚拟网络完成各虚拟仿真节点与虚实结合射频网关设备中相应信道的链接；容器运行在服务器中；

根据当前仿真场景进行各虚拟仿真节点间的信道建模、虚拟仿真节点和实物节点间的信道建模；

根据设定的信道更新的频率，更新虚实结合射频网关设备中的信道模型参数并更新无线信道模拟器的信道参数；

控制各虚拟仿真节点进行业务通信，激励虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号并通过无线信道模拟器传输至各实物节点的射频链路。

在其中一个实施例中，服务器用于通过容器运行实物节点的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；目标协议栈中的协议包括从实物节点中移植的物理层以上的各层协议。

在其中一个实施例中，虚拟SDN交换机包括SDN控制器和多个虚拟网卡；

各虚拟网卡分别用于连接各虚拟仿真节点的链路层接口；

SDN控制器用于运行链路特性仿真应用，根据信道建模系统输入的节点间的无线信道特性，构建基于各虚拟仿真节点的大规模虚拟仿真网络；大规模虚拟仿真网络的链路特性通过链路特性仿真应用根据无线信道传输BER曲线计算得到。

在其中一个实施例中，虚实结合射频网关设备执行的虚拟节点物理层模拟包括在虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下产生简化的物理层信号。

在其中一个实施例中，虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号的过程，包括：

在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点的射频干扰信号求和；

将求和得到的总信号转换成射频信号传输给无线信道模拟器。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置和方法，通过在服务器上，基于容器技术，将从实物节点中移植的物理层以上的各层协议所在协议栈运行在容器中，从而可以根据仿真的网络规模快速进行实例化实现虚拟仿真节点生成及其网络的部署；基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层，以实现虚拟仿真节点间无线链路的传播特性模拟，虚拟仿真节点可根据链路特性进行自组网而形成特定的网络拓扑，提高了部署的速度和灵活性，仿真的规模拓展性较强。结合虚实结合射频网关设备执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输，进而通过无线信道模拟器对实物节点的射频链路产生影响。

由于虚拟无线物理层不进行实际的物理层信号处理，而是通过信噪比等特性进行误码率的映射，计算复杂度大大降低，可以支持大量的虚拟仿真节点接入虚拟无线物理层，构建大规模的网络。虚实结合射频网关设备提供的模拟机制可以实现大规模虚拟网络对实物节点的射频行为影响仿真，解决了当前虚拟网络于实物网络各自独立仿真，无法体现射频相互影响，从而使大规模无线网络射频行为失真，总体仿真偏差大的问题，达到了大幅提升半实物仿真性能的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中虚实结合的大规模网络半实物仿真装置的系统框架示意图；

图2为一个实施例中基于软件无线电技术的虚拟仿真网络示意图；

图3为一个实施例中虚拟无线物理层示意图；

图4为一个实施例中虚实结合射频拓展网关示意图；

图5为一个实施例中虚实结合的大规模网络半实物仿真方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在实践中，发明人发现传统的无线自组织网络性能评估方法中，为了模拟无线节点间的无线传播特性，在实物节点间需要通过信道模拟器模拟实际的电波传播特性，规模受到极大的限制，目前国内最先进的信道模拟器只能模拟32路左右的信道规模，仍使得能够仿真的无线网络的规模收到极大的限制。

其中，半实物仿真构建的虚拟节点只能仿真网络层以上的网络特性，无法仿真虚拟网络无线链路层以及物理层对实际物理节点的影响，造成规模仿真条件下的虚实节点间的无线电波传播影响无法体现，仿真的保真度不高。而且基于网络仿真软件的半实物仿真节点的节点模型往往比较简化，同时采用网络仿真软件的专用架构进行设计，很难保证与实物节点间的一致性，进一步影响仿真的保真度。因此，传统的无线自组织网络性能评估方法在进行半实物仿真时其性能明显不足。

下面将结合本发明实施例图中的附图，对本发明实施方式进行详细说明。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，包括服务器11、虚实结合射频网关设备12、无线信道模拟器13和实物节点网络。实物节点网络包括多个实物节点14。服务器11与虚实结合射频网关设备12数据连接，虚实结合射频网关设备12与无线信道模拟器13射频连接，无线信道模拟器13分别与各实物节点14射频连接。

服务器11用于通过容器运行实物节点14的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；目标协议栈中的协议包括从实物节点14中移植的物理层以上的各层协议。虚实结合射频网关设备12用于执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点14的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输给无线信道模拟器13。无线信道模拟器13用于将射频信号传输给各实物节点14。

上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，通过在服务器11上，基于容器技术，将从实物节点14中移植的物理层以上的各层协议所在协议栈运行在容器中，从而可以根据仿真的网络规模快速进行实例化实现虚拟仿真节点生成及其网络的部署；基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层，以实现虚拟仿真节点间无线链路的传播特性模拟，虚拟仿真节点可根据链路特性进行自组网而形成特定的网络拓扑，提高了部署的速度和灵活性，仿真的规模拓展性较强。结合虚实结合射频网关设备12执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点14的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输，进而通过无线信道模拟器13对实物节点14的射频链路产生影响。

需要说明的是，服务器11可以是物理服务器，也可以是云服务器，而且服务器11的数量也可以是一个或者多个，具体可以根据实际应用场景中所需建立的网络规模所需算力以及服务器11所能提供的算力来确定，只要能够确保容器的部署和运行需要即可。其中无线信道模拟器13为本领域中现有的标准射频接入信道模拟器，通过无线信道模拟器13与各实物节点14进行射频交互。

虚实结合射频网关设备12可以是单个射频网关设备，也可以是多个射频网关设备组网构成的网关系统设备。上述涉及的各层协议均为现有协议，各协议层所实现的数据、信号及控制等处理过程，可以参照现有的物理层协议、链路层协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议等相应的数据、信号及控制的处理过程同理理解，本说明书中不再展开赘述。

具体的，如图2所示，虚拟仿真节点组成的仿真虚拟节点网络采用虚拟化技术，在容器中运行大量虚拟仿真节点的链路层、网络层及上层应用协议，虚拟仿真节点的物理层以上协议为从实际节点中移植，以提高协议交互的仿真真实度；而虚拟无线物理层用于模拟虚拟仿真节点间的无线传输特性，主要体现为无线物理层链路的带宽和误码率等典型特性。通过将虚拟仿真节点采用软件无线技术实现，将实际无线通信节点(也即现实世界中的实物节点14)的协议栈运行在容器中，从而可以根据所需仿真的网络规模快速进行实例化，虚拟仿真节点可以加载不同的实物节点14镜像，实现异构组网。

一个容器中可以用于虚拟一个虚拟仿真节点，因此可以运用容器技术实现大量虚拟仿真节点的虚拟与组网。基于容器的实际设备协议的运行特性与实物节点14差异小，相对于仿真软件需要开发特定的节点模型而言，前述基于容器技术的设计可以大大提高仿真的精确度，同时降低仿真模型开发的难度和工作量。

虚拟无线物理层是实现无线电波传输的关键组成部分，实现无线节点间无线链路的传播特性模拟，虚拟仿真节点可根据链路特性进行组网，形成特定的网络拓扑。在本实施例中虚拟无线物理层采用基于虚拟交换机的SDN网络(即软件定义网络)来实现，具体实现方式可以参照虚拟SDN交换机本身的使用方式同理理解，可以根据实际构建的虚拟仿真节点网络的规模来运用与设置实现。虚实结合射频网关设备12中，网关功能实现部分的主要构成包括虚拟节点物理层模拟、信道模拟和模拟射频等。

在一个实施例中，进一步的，虚拟节点物理层模拟包括在虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下产生简化的物理层信号。

可以理解，关于虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层(协议)的具体解释说明，可以参照本领域中实物节点14的无线媒体访问控制层同理理解，本实施例中不再展开赘述。具体的，虚拟节点物理层模拟在虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下，产生简化的物理层信号，包括无线信号的起止时间、功率、频率(频点)和带宽等基础射频信息，不进行实际的物理层编码及调制解调等常规的数字信号处理，以降低复杂度并支持大规模的节点并发，至少可以具备1000节点以上的无线网络仿真能力。由于不进行数字信号处理模拟，大量虚拟仿真节点的物理层影响求和后的统计特性可以建模为特定功率、中心频率以及带宽的白噪声信号。

在一个实施例中，进一步的，如图3所示，虚拟SDN交换机包括SDN控制器和多个虚拟网卡。各虚拟网卡分别用于连接各虚拟仿真节点的链路层接口。SDN控制器用于运行链路特性仿真应用，根据信道建模系统输入的节点间的无线信道特性，构建基于各虚拟仿真节点的大规模虚拟仿真网络；大规模虚拟仿真网络的链路特性通过链路特性仿真应用根据无线信道传输BER曲线计算得到。

可以理解，虚拟无线物理层通过虚拟网卡连接各虚拟仿真节点的链路层接口，以接收链路层的无线信道访问需求以及传输的数据。任意两个虚拟仿真节点间都存在数据传输通道，数据传输通道的特性包括模拟无线链路的传输带宽以及误码率(建模为丢包率)。SDN控制器通过运行在该控制器上的链路特性仿真应用产生控制指令控制两个虚拟仿真节点间的传输特性。链路特性仿真应用是一个虚拟的信道模拟器，用于构建一个大规模的无线网络，具体可以参照本领域同类的信道模拟器应用同理理解。

具体的，首先由给定的仿真场景提供无线信道建模所需的节点位置、地理特性等信息，计算出当前的无线信道特性，链路特性仿真应用接收信道建模系统输入的两个节点间的无线信道特性。链路特性仿真应用可以结合无线节点的无线信道传输BER(比特出错概率)曲线计算获得当前链路的链路特性，包括链路丢包率和带宽等特性，链路仿真应用最终将链路控制指令下达到SDN交换机的交换平面，以控制数据传输的特性，模拟无线链路的物理层传播特性。由于虚拟无线物理层不进行实际的物理层信号处理，而是通过信噪比等特性进行误码率的映射，计算复杂度得到了大幅降低，可以支持大量的虚拟仿真节点接入虚拟无线物理层，构建大规模的网络。

在一个实施例中，进一步的，信道模拟包括根据信道建模系统获取的衰减及多普勒参数，建立当前状态下每个虚拟仿真节点与实物节点14间的信道特征。

可以理解，如图4所示，虚实结合射频网关设备12(也称虚实结合射频拓展网关)中，信道模拟部分主要是根据外部的信道建模系统获取的衰减及多普勒等常用特征，信道建模系统根据当前的状态，建立每个虚拟节点与实物节点14间的信道特征，由于物理层为简化物理层，因此信道建模主要建模为信道衰减特征。

在数字域完成所有虚拟仿真节点对同一实物节点14的射频干扰信号求和后，通过D/A变换模块，变换为射频信号，由于虚拟仿真节点的数量较大，多个信号求和后，最终合成的射频信号体现为高斯白噪声功率信号。所有的虚拟仿真节点等效的高斯白噪声信号通过射频接口，接入无线信道模拟器13，通过射频信道影响实物节点14的无线通信性能，即可用于完成该大规模网络的性能评估计算。

请参阅图5，在一个实施例中，还提供一种虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，可应用于上述的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置。该方法可以包括如下工作处理步骤S12至S18：

S12，在容器中部署多个虚拟仿真节点，通过虚拟网络完成各虚拟仿真节点与虚实结合射频网关设备中相应信道的链接；容器运行在服务器中；

S14，根据当前仿真场景进行各虚拟仿真节点间的信道建模、虚拟仿真节点和实物节点间的信道建模；

S16，根据设定的信道更新的频率，更新虚实结合射频网关设备中的信道模型参数并更新无线信道模拟器的信道参数；

S18，控制各虚拟仿真节点进行业务通信，激励虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号并通过无线信道模拟器传输至各实物节点的射频链路。

可以理解，关于本实施例中的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置的具体解释说明，可以参照上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置各实施例中的相应解释说明同理理解，控制各虚拟仿真节点进行业务通信的具体实现方式，可以参照本领域现有的仿真节点受控进行业务通信的具体过程同理理解，此处不再重复赘述。

具体的，虚拟仿真节点的部署：虚拟仿真节点的部署通过在容器中加载实际设备的MAC以上协议栈构成，同时通过虚拟网络完成虚拟仿真节点与虚实结合拓展网关设备相应信道的链接。根据当前所设定的仿真场景完成虚拟仿真节点间，以及虚拟仿真节点和实物节点的信道建模；其中，信道模型更新的频率可以根据实际仿真需求来设定。根据设定的信道更新的频率，更新虚实结合射频拓展网关设备内的信道模型参数，同步更新外部的无线信道模拟器的信道参数。在虚拟仿真节点间进行业务通信，以激励虚实结合射频拓展网关设备产生汇总的射频信号并通过无线信道模拟器对实物节点的射频链路产生影响，以便评估计算网络的性能。

上述虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，通过基于容器技术，将从实物节点中移植的物理层以上的各层协议所在协议栈运行在容器中，从而可以根据仿真的网络规模快速进行实例化实现虚拟仿真节点生成及其网络的部署；基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层，以实现虚拟仿真节点间无线链路的传播特性模拟，虚拟仿真节点可根据链路特性进行自组网而形成特定的网络拓扑，提高了部署的速度和灵活性，仿真的规模拓展性较强。结合虚实结合射频网关设备执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输，进而通过无线信道模拟器对实物节点的射频链路产生影响。

由于虚拟无线物理层不进行实际的物理层信号处理，而是通过信噪比等特性进行误码率的映射，计算复杂度大大降低，可以支持大量的虚拟仿真节点接入虚拟无线物理层，构建大规模的网络。虚实结合射频网关设备提供的模拟机制可以实现大规模虚拟网络对实物节点的射频行为影响仿真，解决了当前虚拟网络于实物网络各自独立仿真，无法体现射频相互影响，从而使大规模无线网络射频行为失真，总体仿真偏差大的问题，达到了大幅提升半实物仿真性能的效果。

在一个实施例中，服务器用于通过容器运行实物节点的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；目标协议栈中的协议包括从实物节点中移植的物理层以上的各层协议。

可以理解，关于本实施例中的服务器通过容器部署虚拟仿真节点等各特征的具体解释说明，可以参照上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置各实施例中的相应解释说明同理理解，此处不再重复赘述。基于虚拟SDN交换机的虚拟仿真节点间射频交互的虚拟无线物理层，可以将虚拟仿真节点间的射频特性及无线信道特征建模为信道传输误码率，该信道传输误码率可以基于实际节点的BER曲线进行构建，可以提高仿真的真实度，同时也将虚拟节点的网络行为下沉到实际的物理层。

在一个实施例中，虚拟SDN交换机包括SDN控制器和多个虚拟网卡。各虚拟网卡分别用于连接各虚拟仿真节点的链路层接口。SDN控制器用于运行链路特性仿真应用，根据信道建模系统输入的节点间的无线信道特性，构建基于各虚拟仿真节点的大规模虚拟仿真网络。大规模虚拟仿真网络的链路特性通过链路特性仿真应用根据无线信道传输BER曲线计算得到。

可以理解，关于本实施例中的虚拟SDN交换机等各特征的具体解释说明，可以参照上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置各实施例中的相应解释说明同理理解，此处不再重复赘述。基于容器的部署和基于SDN网络的虚拟无线物理层，可以提高部署的速度和灵活性，可以利用云计算的方式拓展仿真的规模。

在一个实施例中，虚实结合射频网关设备执行的虚拟节点物理层模拟包括在虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下产生简化的物理层信号。

可以理解，关于本实施例中的虚实结合射频网关设备等各特征的具体解释说明，可以参照上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置各实施例中的相应解释说明同理理解，此处不再重复赘述。可以仿真大量虚拟仿真节点间的无线通信对实物节点间的射频影响，更好地提高大规模仿真下的仿真真实度。

在一个实施例中，虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号的过程，包括：

在数字域完成所有的虚拟仿真节点对同一实物节点的射频干扰信号求和；

将求和得到的总信号转换成射频信号传输给无线信道模拟器。

可以理解，关于本实施例中的虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号等各特征的具体解释说明，可以参照上述虚实结合的大规模网络半实物仿真装置各实施例中的相应解释说明同理理解，此处不再重复赘述。采用虚实结合射频拓展网关机制，可以实现大规模虚拟网络对实物节点的射频行为影响仿真，解决了当前虚拟网络于实物网络各自独立仿真，无法体现射频相互影响，从而使大规模无线网络射频行为失真，总体仿真偏差大的问题。

应该理解的是，虽然图5流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且图5的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(RambusDRAM，简称RDRAM)以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可做出若干变形和改进，都属于本申请保护范围。因此本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，其特征在于，包括服务器、虚实结合射频网关设备、无线信道模拟器和实物节点网络；所述实物节点网络包括多个实物节点；

所述服务器与所述虚实结合射频网关设备数据连接，所述虚实结合射频网关设备与所述无线信道模拟器射频连接，所述无线信道模拟器分别与各所述实物节点射频连接；

所述服务器用于通过容器运行实物节点的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各所述虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；所述目标协议栈中的协议包括从实物节点中移植的物理层以上的各层协议；

所述虚实结合射频网关设备用于执行虚拟节点物理层模拟和信道模拟，以及在数字域完成所有的所述虚拟仿真节点对同一所述实物节点的射频干扰信号求和后转换成射频信号传输给所述无线信道模拟器；

所述无线信道模拟器用于将所述射频信号传输给各所述实物节点。

2.根据权利要求1所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，其特征在于，所述虚拟SDN交换机包括SDN控制器和多个虚拟网卡；

各所述虚拟网卡分别用于连接各所述虚拟仿真节点的链路层接口；

所述SDN控制器用于运行链路特性仿真应用，根据信道建模系统输入的节点间的无线信道特性，构建基于各所述虚拟仿真节点的大规模虚拟仿真网络；所述大规模虚拟仿真网络的链路特性通过所述链路特性仿真应用根据无线信道传输BER曲线计算得到。

3.根据权利要求1或2所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，其特征在于，所述虚拟节点物理层模拟包括在所述虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下产生简化的物理层信号。

4.根据权利要求3所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，其特征在于，所述信道模拟包括根据信道建模系统获取的衰减及多普勒参数，建立当前状态下每个所述虚拟仿真节点与所述实物节点间的信道特征。

5.一种虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，应用于权利要求1至4任一项所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真装置，其特征在于，所述方法包括步骤：

在容器中部署多个虚拟仿真节点，通过虚拟网络完成各所述虚拟仿真节点与虚实结合射频网关设备中相应信道的链接；所述容器运行在服务器中；

根据当前仿真场景进行各所述虚拟仿真节点间的信道建模、所述虚拟仿真节点和实物节点间的信道建模；

根据设定的信道更新的频率，更新所述虚实结合射频网关设备中的信道模型参数并更新无线信道模拟器的信道参数；

控制各所述虚拟仿真节点进行业务通信，激励所述虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号并通过所述无线信道模拟器传输至各所述实物节点的射频链路。

6.根据权利要求5所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，其特征在于，所述服务器用于通过容器运行实物节点的目标协议栈并部署多个虚拟仿真节点，以及用于基于虚拟SDN交换机生成各所述虚拟仿真节点的虚拟无线物理层；所述目标协议栈中的协议包括从实物节点中移植的物理层以上的各层协议。

7.根据权利要求6所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，其特征在于，所述虚拟SDN交换机包括SDN控制器和多个虚拟网卡；

各所述虚拟网卡分别用于连接各所述虚拟仿真节点的链路层接口；

所述SDN控制器用于运行链路特性仿真应用，根据信道建模系统输入的节点间的无线信道特性，构建基于各所述虚拟仿真节点的大规模虚拟仿真网络；所述大规模虚拟仿真网络的链路特性通过所述链路特性仿真应用根据无线信道传输BER曲线计算得到。

8.根据权利要求5所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，其特征在于，所述虚实结合射频网关设备执行的虚拟节点物理层模拟包括在所述虚拟仿真节点的无线媒体访问控制层的控制下产生简化的物理层信号。

9.根据权利要求8所述的虚实结合的大规模网络半实物仿真方法，其特征在于，所述虚实结合射频网关设备产生汇总的射频信号的过程，包括：

在数字域完成所有的所述虚拟仿真节点对同一所述实物节点的射频干扰信号求和；

将求和得到的总信号转换成所述射频信号传输给所述无线信道模拟器。

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