專利名稱：基于分布式仿真無線設(shè)備在電磁環(huán)境中通信的信道控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信道控制方法，特別是一種基于分布式仿真無線設(shè)備在電磁環(huán)境中通信的信道控制方法。
背景技術(shù)：
無線電臺(tái)是目前廣泛運(yùn)用的通信設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和話音的傳輸。當(dāng)進(jìn)行通信系統(tǒng)試驗(yàn)或者對(duì)使用者進(jìn)行日常培訓(xùn)時(shí)，在各種條件的自然環(huán)境下，使用無線通信設(shè)備搭建無線通信網(wǎng)絡(luò)，不僅成本高，而且組織難度大。因此，建立基于有線的無線通信仿真系統(tǒng)成為目前的發(fā)展方向，即采用有線的方式實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備(特別是無線電臺(tái)等)的通信仿真，設(shè)備之間通過以太網(wǎng)等有線方式互聯(lián)，并通過設(shè)備中軟件的處理達(dá)到仿真無線通信過程的目的。目前，對(duì)于室內(nèi)通信仿真系統(tǒng)中，無線通信過程的仿真技術(shù)還比較薄弱，對(duì)于無線通信過程的信道特征及細(xì)節(jié)無法反映，對(duì)于無線通信設(shè)備在各種復(fù)雜電磁環(huán)境中的通信過程和通信效果更是沒有涉及，如何使室內(nèi)通信仿真系統(tǒng)中的無線通信更加貼近實(shí)際環(huán)境是一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種基于分布式仿真無線設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中通信的信道控制方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種基于分布式仿真無線設(shè)備在電磁環(huán)境中通信的信道控制方法包括有仿真控制和參數(shù)管理，無線仿真通信控制，仿真電磁環(huán)境信息處理，無線仿真設(shè)備通信效果處理，共4個(gè)部分。第一部分，如圖1所示，對(duì)無線仿真設(shè)備的分級(jí)分布式部署管理，分別在上、下級(jí)部署相應(yīng)級(jí)別的能夠?qū)崿F(xiàn)本方法的計(jì)算機(jī)(稱為信道控制計(jì)算機(jī))。這些計(jì)算機(jī)既可以獨(dú)立承擔(dān)本級(jí)的無線仿真設(shè)備的管理，也可以相互協(xié)同完成各級(jí)聯(lián)合仿真中無線仿真設(shè)備的管理任務(wù)，采用自上而下的分級(jí)仿真控制技術(shù)和自下而上的參數(shù)管理技術(shù)。第二部分，如圖2所示，采集仿真網(wǎng)內(nèi)本級(jí)的無線仿真設(shè)備的主要工作參數(shù)，將這些參數(shù)存儲(chǔ)在設(shè)備參數(shù)管理表中并作實(shí)時(shí)更新。采用有線網(wǎng)絡(luò)模擬無線通信環(huán)境技術(shù)，按照無線通信的規(guī)則，將參數(shù)匹配的無線仿真設(shè)備劃分為同一通信子網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)無線仿真通信控制，通信子網(wǎng)內(nèi)的無線仿真設(shè)備可進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)通信。第三部分，如圖3所示，在獲取仿真電磁環(huán)境信息處理中，訪問仿真支撐網(wǎng)中的環(huán)境仿真接口服務(wù)器獲得自然環(huán)境信息及復(fù)雜電磁環(huán)境信息，并將這些環(huán)境信息映射至各無線仿真設(shè)備的環(huán)境信息進(jìn)行解析、處理。第四部分，如圖4所示，在仿真通信效果處理中，采用自由空間衰落結(jié)合典型測(cè)試數(shù)據(jù)建模技術(shù)估算各無線仿真設(shè)備之間的通信質(zhì)量等級(jí)。將估算后的通信質(zhì)量等級(jí)下發(fā)至通信子網(wǎng)內(nèi)的目的無線仿真設(shè)備，各無線仿真設(shè)備依據(jù)下發(fā)的通信質(zhì)量等級(jí)值仿真出相應(yīng)的通信效果，使全系統(tǒng)的仿真效果更加逼真。值得特別說明的是:
1.本發(fā)明訪問仿真電磁環(huán)境中的環(huán)境接口服務(wù)器獲得自然環(huán)境及復(fù)雜電磁環(huán)境信息，包括各無線仿真設(shè)備所屬模擬訓(xùn)練單元的GPS信息(經(jīng)度、緯度、高度、速度等)以及電磁干擾設(shè)備的相關(guān)干擾信息(功率、頻段、方位、輻射角度等)，將這些信息存儲(chǔ)至本地信息列表，并計(jì)算當(dāng)前設(shè)備是否受到電磁干擾的情況。如圖3所示為本方法獲得仿真支撐環(huán)境信息的處理流程圖。2.本發(fā)明對(duì)自然環(huán)境信息進(jìn)行解析、處理，將GPS信息映射至各無線仿真設(shè)備，進(jìn)一步分析無線仿真設(shè)備在通信過程中是否受到電磁干擾，采用自由空間衰落結(jié)合典型測(cè)試數(shù)據(jù)建模方法，估算得出各通信子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備之間的通信質(zhì)量等級(jí)。如圖4所示是本方法實(shí)現(xiàn)無線仿真設(shè)備通信效果模擬的流程圖。3.本發(fā)明將計(jì)算得出的各無線仿真設(shè)備之間的通信質(zhì)量等級(jí)以UDP方式發(fā)送至各目的無線仿真設(shè)備。各無線仿真設(shè)備根據(jù)收到的同一子網(wǎng)內(nèi)與其通信的無線仿真設(shè)備的通信質(zhì)量等級(jí)，最終仿真出相應(yīng)等級(jí)的通信效果?？偟恼f來，本發(fā)明利用分級(jí)仿真控制技術(shù)，高等級(jí)計(jì)算機(jī)具有仿真系統(tǒng)中唯一控制權(quán)，在低等級(jí)計(jì)算機(jī)的配合下，對(duì)無線仿真設(shè)備參數(shù)進(jìn)行采集、分析、運(yùn)算、處理，實(shí)現(xiàn)無線通信過程細(xì)節(jié)的仿真；并結(jié)合自然和電磁環(huán)境信息，對(duì)無線通信中通信效果進(jìn)行運(yùn)算量化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通信效果的仿真。使得在室內(nèi)通信仿真系統(tǒng)中反應(yīng)無線通信過程細(xì)節(jié)和電磁環(huán)境對(duì)通信效果的影響，達(dá)到使室內(nèi)通信仿真系統(tǒng)中的無線通信更加貼近實(shí)際的效果，是以往仿真系統(tǒng)所不可比擬的。


圖1是本發(fā)明仿真控制與參數(shù)管理流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)無線仿真通信控制流程圖。圖3是本發(fā)明獲取仿真電磁環(huán)境信息處理流程圖。圖4是本發(fā)明無線仿真設(shè)備通信效果處理流程圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1至圖4所示,為本發(fā)明具體實(shí)施例。本發(fā)明包括有仿真控制和參數(shù)管理，無線仿真通信控制，仿真電磁環(huán)境信息處理，無線仿真設(shè)備通信效果處理，共4個(gè)步驟。如圖1所示:
本發(fā)明仿真控制與參數(shù)管理部分，共分4個(gè)步驟完成:
步驟101為初始化、接收仿真控制命令，該控制命令為聯(lián)合仿真或非聯(lián)合仿真；
步驟102為對(duì)接收的命令進(jìn)行判斷，若接收到的不是聯(lián)合仿真指令，則返回步驟101 ；若是聯(lián)合仿真命令則執(zhí)行下一步操作； 步驟103為判斷是否存在上級(jí)信道控制仿真，若不存在則表示本級(jí)為最高級(jí)，返回步驟101，按本級(jí)為最高級(jí)情況繼續(xù)執(zhí)行；若存在，則執(zhí)行下一步驟；
步驟104為將本級(jí)存放的設(shè)備參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給上一級(jí)，按本級(jí)為下級(jí)執(zhí)行，返回步驟101，繼續(xù)等待。如圖2所示:
為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)無線仿真通信控制部分，共分4個(gè)步驟完成:
步驟201為本方法采集仿真網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備的工作參數(shù)，包括各無線仿真設(shè)備IP地址和頻率等信道參數(shù)，將這些參數(shù)存儲(chǔ)在設(shè)備參數(shù)管理的關(guān)系列表中；
步驟202中對(duì)收到的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行處理；
若為已存儲(chǔ)設(shè)備，判斷設(shè)備參數(shù)是否變更，沒有變更，則不作處理，若發(fā)生變更，則對(duì)已有參數(shù)進(jìn)行變更處理，執(zhí)行下一步；
若為新設(shè)備時(shí)，存儲(chǔ)參數(shù)，進(jìn)行下一步處理；
步驟203按照無線通信的規(guī)則對(duì)列表中的參數(shù)進(jìn)行匹配比較，將符合規(guī)則的無線仿真設(shè)備劃分為一個(gè)通信子網(wǎng)，生成一個(gè)子網(wǎng)列表。其子網(wǎng)列表中又包含了該子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備的IP地址、頻率等信道參數(shù)信息，以及地理環(huán)境信息和電磁環(huán)境信息；
若某一無線仿真設(shè)備上報(bào)本方法的信道參數(shù)發(fā)生變化，須對(duì)該無線仿真設(shè)備的信道參數(shù)同該子網(wǎng)的信道參數(shù)進(jìn)行重新匹配，并生成新子網(wǎng)；
若新設(shè)備上報(bào)參數(shù)能夠與已有子網(wǎng)列表匹配，則獲取該子網(wǎng)地址；
步驟204是本方法為各通信子網(wǎng)分配一個(gè)組播地址，存入各子網(wǎng)列表中，采用UDP方式，將子網(wǎng)列表信息發(fā)送至子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備。無線仿真設(shè)備收到該子網(wǎng)列表信息后，采用IGMP協(xié)議注冊(cè)組播組，在進(jìn)行數(shù)據(jù)和話音通信時(shí)，使用該組播地址為目的地址，通過組播的方式發(fā)送數(shù)據(jù)和話音。這與電臺(tái)在無線通信時(shí)通過子網(wǎng)廣播的通信方式一致，從而實(shí)現(xiàn)了采用有線網(wǎng)絡(luò)模擬無線通信環(huán)境。
如圖3所示:
為本發(fā)明獲取仿真電磁環(huán)境信息處理部分，共分6個(gè)步驟完成:
步驟301表示本方法開始進(jìn)行仿真電磁環(huán)境信息處理，建立與仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的連接以及與本地?cái)?shù)據(jù)庫的連接，執(zhí)行下一步；
步驟302判斷是否完成對(duì)仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的記錄遍歷；
若未遍歷完，執(zhí)行步驟303 ；
若已完成遍歷，則執(zhí)行步驟304 ；
步驟303為本方法將自然環(huán)境信息存儲(chǔ)至本地?cái)?shù)據(jù)庫，同時(shí)更新實(shí)體的注銷及損傷情
況；
步驟304為本方法在完成仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的記錄遍歷后，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)庫設(shè)備表的遍歷，以便計(jì)算當(dāng)前各設(shè)備是否受到電磁干擾的情況；
若未遍歷完，執(zhí)行步驟305 ；
若已完成遍歷，則執(zhí)行步驟306 ；
步驟305為本方法逐一計(jì)算當(dāng)前設(shè)備受到各種電磁干擾影響的情況，判斷設(shè)備是否處于某電磁干擾源的輻射范圍，若處于干擾范圍內(nèi)則計(jì)算設(shè)備受到電磁干擾的強(qiáng)度，若不處于干擾范圍內(nèi)則繼續(xù)遍歷下一電磁干擾記錄； 步驟306為本方法在完成所有當(dāng)前設(shè)備受到電磁干擾情況的計(jì)算后，關(guān)閉與仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫以及與本地?cái)?shù)據(jù)庫的連接。如圖4所示:
為本發(fā)明無線仿真設(shè)備通信效果處理部分，共分5個(gè)步驟完成:
步驟401為本方法逐一遍歷本地?cái)?shù)據(jù)庫中設(shè)備表子網(wǎng)通信質(zhì)量等級(jí)是否全部計(jì)算完
畢；
若未遍歷完則執(zhí)行步驟402 ；
若完成遍歷則執(zhí)行步驟405 ；
步驟402在遍歷到某個(gè)子網(wǎng)時(shí)，取得子網(wǎng)內(nèi)成員數(shù)，開始遍歷子網(wǎng)內(nèi)發(fā)射機(jī)成員，若未遍歷完則執(zhí)行下一步驟，若遍歷完則返回步驟401 ；
步驟403為判斷子網(wǎng)中通信設(shè)備雙方是否被損毀的情況，若發(fā)射機(jī)或接收機(jī)被損毀則返回步驟402，若發(fā)射機(jī)及接收機(jī)均未損毀則執(zhí)行下一步驟；
步驟404為本方法采用自由空間衰落結(jié)合典型測(cè)試數(shù)據(jù)建模方法，估算得出各通信子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備之間的通信質(zhì)量等級(jí)，并將質(zhì)量等級(jí)發(fā)送至各設(shè)備；
步驟405表示個(gè)通信子網(wǎng)通信質(zhì)量等級(jí)計(jì)算完畢后存入本地?cái)?shù)據(jù)庫。以上實(shí)施例，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)例而已，用以說明本發(fā)明的技術(shù)特征和可實(shí)施性，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利權(quán)利；同時(shí)以上的描述，對(duì)于孰知本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士應(yīng)可明了并加以實(shí)施，因此，其他在未脫離本發(fā)明所揭示的前提下所完成的等效的改變或修飾，均應(yīng)包含在所述的申請(qǐng)專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于分布式仿真無線設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中通信的信道控制方法包括有仿真控制和參數(shù)管理，無線仿真通信控制，仿真電磁環(huán)境信息處理，無線仿真設(shè)備通信效果處理，共4個(gè)部分，其特征是: 所述仿真控制與參數(shù)管理部分，分四個(gè)步驟完成: 步驟101為初始化、接收仿真控制命令，該控制命令為聯(lián)合仿真或非聯(lián)合仿真； 步驟102為對(duì)接收的命令進(jìn)行判斷，若接收到的不是聯(lián)合仿真指令，則返回步驟101 ；若是聯(lián)合仿真命令則執(zhí)行下一步操作； 步驟103為判斷是否存在上 級(jí)信道控制仿真，若不存在則表示本級(jí)為最高級(jí)，返回步驟101，按本級(jí)為最高級(jí)情況繼續(xù)執(zhí)行；若存在，則執(zhí)行下一步驟； 步驟104為將本級(jí)存放的設(shè)備參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給上一級(jí)，按本級(jí)為下級(jí)執(zhí)行，返回步驟101，繼續(xù)等待。
2.按權(quán)利要求1所述的基于分布式仿真無線設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中通信的信道控制方法，其特征是: 所述實(shí)現(xiàn)無線仿真通信控制部分，分四個(gè)步驟完成: 步驟201為本方法采集仿真網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備的工作參數(shù)，包括各無線仿真設(shè)備IP地址和頻率等信道參數(shù)，將這些參數(shù)存儲(chǔ)在設(shè)備參數(shù)管理的關(guān)系列表中； 步驟202中對(duì)收到的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行處理； 若為已存儲(chǔ)設(shè)備，判斷設(shè)備參數(shù)是否變更，沒有變更，則不作處理，若發(fā)生變更，則對(duì)已有參數(shù)進(jìn)行變更處理，執(zhí)行下一步； 若為新設(shè)備時(shí)，存儲(chǔ)參數(shù)，進(jìn)行下一步處理； 步驟203按照無線通信的規(guī)則對(duì)列表中的參數(shù)進(jìn)行匹配比較，將符合規(guī)則的無線仿真設(shè)備劃分為一個(gè)通信子網(wǎng)，生成一個(gè)子網(wǎng)列表，其子網(wǎng)列表中又包含了該子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備的IP地址、頻率等信道參數(shù)信息，以及地理環(huán)境信息和電磁環(huán)境信息； 若某一無線仿真設(shè)備上報(bào)本方法的信道參數(shù)發(fā)生變化，須對(duì)該無線仿真設(shè)備的信道參數(shù)同該子網(wǎng)的信道參數(shù)進(jìn)行重新匹配，并生成新子網(wǎng)； 若新設(shè)備上報(bào)參數(shù)能夠與已有子網(wǎng)列表匹配，則獲取該子網(wǎng)地址； 步驟204是本方法為各通信子網(wǎng)分配一個(gè)組播地址，存入各子網(wǎng)列表中，采用UDP方式，將子網(wǎng)列表信息發(fā)送至子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備，無線仿真設(shè)備收到該子網(wǎng)列表信息后，采用IGMP協(xié)議注冊(cè)組播組，在進(jìn)行數(shù)據(jù)和話音通信時(shí)，使用該組播地址為目的地址，通過組播的方式發(fā)送數(shù)據(jù)和話音，這與電臺(tái)在無線通信時(shí)通過子網(wǎng)廣播的通信方式一致，從而實(shí)現(xiàn)了采用有線網(wǎng)絡(luò)模擬無線通信環(huán)境。
3.按權(quán)利要求1所述的基于分布式仿真無線設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中通信的信道控制方法，其特征是: 所述獲取仿真電磁環(huán)境信息處理部分，共分六個(gè)步驟完成: 步驟301表示本方法開始進(jìn)行仿真電磁環(huán)境信息處理，建立與仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的連接以及與本地?cái)?shù)據(jù)庫的連接，執(zhí)行下一步； 步驟302判斷是否完成對(duì)仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的記錄遍歷； 若未遍歷完，執(zhí)行步驟303 ； 若已完成遍歷，則執(zhí)行步驟304 ；步驟303為本方法將自然環(huán)境信息存儲(chǔ)至本地?cái)?shù)據(jù)庫，同時(shí)更新實(shí)體的注銷及損傷情況； 步驟304為本方法在完成仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的記錄遍歷后，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)庫設(shè)備表的遍歷，以便計(jì)算當(dāng)前各設(shè)備是否受到電磁干擾的情況； 若未遍歷完，執(zhí)行步驟305 ； 若已完成遍歷，則執(zhí)行步驟306 ； 步驟305為本方法逐一計(jì)算當(dāng)前設(shè)備受到各種電磁干擾影響的情況，判斷設(shè)備是否處于某電磁干擾源的輻射范圍，若處于干擾范圍內(nèi)則計(jì)算設(shè)備受到電磁干擾的強(qiáng)度，若不處于干擾范圍內(nèi)則繼續(xù)遍歷下一電磁干擾記錄； 步驟306為本方法在完成所有當(dāng)前設(shè)備受到電磁干擾情況的計(jì)算后，關(guān)閉與仿真電磁環(huán)境服務(wù)器數(shù)據(jù)庫以及與本地?cái)?shù)據(jù)庫的連接。
4.按權(quán)利要求1所述的基于分布式仿真無線設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中通信的信道控制方法，其特征是: 所述無線仿真設(shè)備通信效果 處理部分，共分五個(gè)步驟完成: 步驟401為本方法逐一遍歷本地?cái)?shù)據(jù)庫中設(shè)備表子網(wǎng)通信質(zhì)量等級(jí)是否全部計(jì)算完畢； 若未遍歷完則執(zhí)行步驟402 ； 若完成遍歷則執(zhí)行步驟405 ； 步驟402在遍歷到某個(gè)子網(wǎng)時(shí)，取得子網(wǎng)內(nèi)成員數(shù)，開始遍歷子網(wǎng)內(nèi)發(fā)射機(jī)成員，若未遍歷完則執(zhí)行下一步驟，若遍歷完則返回步驟401 ； 步驟403為判斷子網(wǎng)中通信設(shè)備雙方是否被損毀的情況，若發(fā)射機(jī)或接收機(jī)被損毀則返回步驟402，若發(fā)射機(jī)及接收機(jī)均未損毀則執(zhí)行下一步驟； 步驟404為本方法采用自由空間衰落結(jié)合典型測(cè)試數(shù)據(jù)建模方法，估算得出各通信子網(wǎng)內(nèi)各無線仿真設(shè)備之間的通信質(zhì)量等級(jí)，并將質(zhì)量等級(jí)發(fā)送至各設(shè)備； 步驟405表示個(gè)通信子網(wǎng)通信質(zhì)量等級(jí)計(jì)算完畢后存入本地?cái)?shù)據(jù)庫。
全文摘要
本發(fā)明為一種基于分布式仿真無線設(shè)備在電磁環(huán)境中通信的信道控制方法，包括有仿真控制和參數(shù)管理，無線仿真通信控制，仿真電磁環(huán)境信息處理，無線仿真設(shè)備通信效果處理，共4個(gè)部分。利用分級(jí)仿真控制技術(shù)，高等級(jí)計(jì)算機(jī)具有仿真系統(tǒng)中唯一控制權(quán)，在低等級(jí)計(jì)算機(jī)的配合下，對(duì)無線仿真設(shè)備參數(shù)進(jìn)行采集、分析、運(yùn)算、處理，實(shí)現(xiàn)無線通信過程細(xì)節(jié)的仿真；并結(jié)合自然和電磁環(huán)境信息，對(duì)無線通信中通信效果進(jìn)行運(yùn)算量化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通信效果的仿真。使得在室內(nèi)通信仿真系統(tǒng)中反應(yīng)無線通信過程細(xì)節(jié)和電磁環(huán)境對(duì)通信效果的影響，達(dá)到使室內(nèi)通信仿真系統(tǒng)中的無線通信更加貼近實(shí)際的效果，是以往仿真系統(tǒng)所不可比擬的。
文檔編號(hào)H04W24/06GK103096366SQ20131003576
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者別曉武, 田亮, 范喜全, 韓毅, 張海峰, 周滇蘇, 黃宏剛, 姬鵬遠(yuǎn), 胡遠(yuǎn)超, 秦輝, 樊恩, 程曉暢, 張建軍, 何軍, 王繼迎, 袁舒, 楊帆, 胡森哲, 王稼駟, 張迎 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63963部隊(duì), 武漢中元通信股份有限公司