[發(fā)明專利]網(wǎng)絡(luò)模擬中的通信效果

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110434620.2
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102571231A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·C·卡斯特;R·J·哈里森;B·J·瓦特斯多夫
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04W24/06
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)模擬被用于設(shè)計(jì)各種種類的網(wǎng)絡(luò)、模擬然后分析各種參數(shù)對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。網(wǎng)絡(luò)模擬工具能夠測試使用真實(shí)硬件來仿真可能特別困難或昂貴的情況。

在無線電網(wǎng)絡(luò)的模擬中，消息從一個節(jié)點(diǎn)被無線發(fā)送到另一個節(jié)點(diǎn)，理想通信可以被模擬。在理想的通信中，接收每個消息都沒有錯誤和延遲。盡管理想的通信模型顯著地簡化模擬，但是其沒有反映無線通信在真實(shí)世界中遇到的實(shí)際情況。因此，它能夠在模擬結(jié)果中引入顯著的不準(zhǔn)確性。

為了更準(zhǔn)確的模擬，通信效果可以被合并。通信效果指模擬環(huán)境內(nèi)以與現(xiàn)實(shí)世界中所經(jīng)歷的效果一致的方式的通信。例如，消息可能被丟棄、破壞、延遲、阻塞或者由地形阻斷，或者可以受天氣、網(wǎng)絡(luò)擁塞等等的影響。

為了并入實(shí)際的通信效果，在每個模擬的無線電發(fā)射上進(jìn)行計(jì)算，從而估計(jì)每個發(fā)射器和接收器上某些特性(例如，接收器的位置、視線的阻斷、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的效果)的效果。每個消息伴隨實(shí)際的計(jì)算錯誤、噪聲和延遲被傳遞，或者根本不被傳遞(也就是說，被丟棄)。

通過在模擬中出現(xiàn)通信效果的時候排隊(duì)進(jìn)行計(jì)算來模擬通信效果。對于在模擬中發(fā)生的每個單獨(dú)的無線電發(fā)射，網(wǎng)絡(luò)模擬器工具被調(diào)用以進(jìn)行全部通信效果計(jì)算。

在大型網(wǎng)絡(luò)中模擬通信效果存在問題。在低延遲網(wǎng)絡(luò)的模擬中，傳送決定可能花費(fèi)過長時間來計(jì)算。模擬發(fā)射所花費(fèi)的時間可能比傳遞該決定所需要的時間多很多。如果目標(biāo)/接觸計(jì)算是基于(實(shí)際)低延遲(座艙模擬器通常就是這樣)，那么整個模擬可能變得無效或者不能工作。

丟棄決定能夠引起額外的問題。如果網(wǎng)絡(luò)模擬器不能在緩慢的消息和永不到達(dá)的消息之間區(qū)別，那么其會等到直到消息到達(dá)或者發(fā)生超時(無論哪個先發(fā)生)。通過等待，模擬器資源被占用。

網(wǎng)絡(luò)可縮放性也是問題。每個通信效果都能夠要求大量計(jì)算。另外，由于需要更高的保真度通信效果，每個發(fā)射的計(jì)算數(shù)目增加。因此，針對一百個節(jié)點(diǎn)可能可實(shí)現(xiàn)高保真度模擬，但是不針對幾千個節(jié)點(diǎn)。或者，如果保持每個發(fā)射的計(jì)算數(shù)目與模擬的節(jié)點(diǎn)增加的數(shù)目相同，那么通信效果保真度被降低。

克服這些問題是所希望的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)這里的一方面，一種方法包含為平臺模擬使用通信效果引擎來模擬實(shí)時高保真度通信效果。平臺模擬中的發(fā)射器被請求發(fā)送替代消息(surrogate?message)到平臺模擬中的接收器。響應(yīng)于該消息計(jì)算通信效果，并且存儲該通信效果用于以后使用。當(dāng)發(fā)生涉及發(fā)射器和接收器的將來的通信事件(future?communication?event)時，所存儲的效果被用于為該事件模擬通信效果。

根據(jù)另一個方面，一種系統(tǒng)包含用于執(zhí)行平臺模擬的平臺模擬引擎。平臺模擬包括多個發(fā)射器-接收器對。該系統(tǒng)進(jìn)一步包含通信效果引擎，其用于模擬發(fā)射器-接收器對之間發(fā)射的實(shí)時、高保真度通信效果。對于每一對，該平臺模擬周期性從發(fā)射器向接收器發(fā)出探測。響應(yīng)每個探測，該通信效果引擎為相應(yīng)的發(fā)射器-接收器對計(jì)算并存儲通信效果。當(dāng)平臺模擬中的將來通信事件涉及發(fā)射器-接收器對時，通信效果引擎使用該對的存儲效果為該事件模擬通信效果。

根據(jù)另一個方面，用于服務(wù)器的物品包含用數(shù)據(jù)編碼的存儲器，其用于使服務(wù)器與平臺模擬器相互作用。當(dāng)被執(zhí)行時，該數(shù)據(jù)使服務(wù)器周期性地要求平臺模擬器為所關(guān)心的全部發(fā)射器-接收器對產(chǎn)生探測；響應(yīng)于該探測計(jì)算通信效果數(shù)據(jù)并且存儲該通信效果數(shù)據(jù)；并且在將來的通信事件之前將所存儲的通信效果數(shù)據(jù)分發(fā)到多個平臺模擬器，所以平臺模擬器能夠使用該數(shù)據(jù)模擬將來的通信事件。

附圖說明

圖1是包括平臺模擬引擎和通信效果引擎的模擬器的圖解說明。

圖2是無線電網(wǎng)絡(luò)的圖解說明。

圖3是無線電網(wǎng)絡(luò)模擬內(nèi)部模擬實(shí)時、高保真度通信效果的方法的圖解說明。

圖4是在低延遲網(wǎng)絡(luò)中的響應(yīng)時間的圖解說明。

圖5是包括平臺/力效果模擬器、通信效果服務(wù)器和通信效果代理的分布式模擬的圖解說明。

圖6是由通信效果引擎的服務(wù)器實(shí)行的方法的圖解說明。

圖7是由通信效果引擎的CEE客戶端實(shí)行的方法的圖解說明。

圖8是計(jì)算機(jī)的圖解說明。

具體實(shí)施方式

參考圖1，其圖解說明模擬器110，模擬器110包括平臺模擬引擎120和通信效果引擎(CEE)130。平臺模擬引擎120模擬包括多個平臺的環(huán)境。例如，該平臺模擬引擎模擬力效果，例如平臺運(yùn)動、操作和交互作用。