[發(fā)明專利]一種深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010081471.5
• 申請日: 2020-02-06
• 公開（公告）號: CN111343043B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余果;董振興;朱巖;張偉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心
• 主分類號: H04L43/50
• 分類號: H04L43/50;H04L41/14;H04B17/391
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 楊青;武玥

本發(fā)明公開了一種深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺構(gòu)建方法，包括：利用樹莓派模擬通信節(jié)點，利用交換機將所有通信節(jié)點連結(jié)成一個網(wǎng)絡(luò)，通過一臺主控計算機對所有通信節(jié)點進行控制；以網(wǎng)橋方式為所有通信節(jié)點配置靜態(tài)IP；所有通信節(jié)點進行時間同步，將同步動作集成并設(shè)為開機自啟動；對每一個通信節(jié)點配置靜態(tài)ARP，將配置操作集成并設(shè)為開機自啟動；進行深空通信鏈路狀態(tài)模擬并將配置操作集成；進行通信節(jié)點模擬，在整個仿真驗證平臺上進行協(xié)議棧的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)流的傳輸。本發(fā)明的方法具有操作簡單、可實現(xiàn)性強的優(yōu)點，其構(gòu)建的平臺成本低、占用空間小、易于管理，對不同深空通信網(wǎng)絡(luò)場景適用性強，對網(wǎng)絡(luò)場景的變更適應(yīng)性強，且驗證結(jié)果接近實際情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深空通信網(wǎng)絡(luò)測試領(lǐng)域，具體涉及一種深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

由于航天器造假成本高昂，因此前期的空間通信網(wǎng)絡(luò)實驗多在地面進行?，F(xiàn)如今較為常見的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺主要有三種。

一是利用OPNET、NS2等網(wǎng)絡(luò)仿真工具進行虛擬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，傳輸虛擬數(shù)據(jù)，從而進行空間通信網(wǎng)絡(luò)的仿真實驗，這種方式簡便且容易實現(xiàn)，但其缺點是仿真的鏈路環(huán)境以及實驗過程均為虛擬的參數(shù)和過程，結(jié)果大多為理論值，可能與實際情況存在偏差。

第二種方式是利用虛擬機，每一個虛擬機可以作為一個通信節(jié)點，在同一臺電腦上就可實現(xiàn)多個通信節(jié)點的真實數(shù)據(jù)傳輸，但這種方式對運行虛擬機的電腦性能要求較高，因此通信節(jié)點不宜過多，只能對通信節(jié)點較少、場景較為簡單的網(wǎng)絡(luò)進行仿真，且虛擬機通信節(jié)點之間的通信很有可能會受到本機的一些影響，從而造成實驗結(jié)果的偏差。

第三種方式是利用多臺PC機來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，每一臺PC機作為一個通信節(jié)點傳輸真實數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)仿真器來模擬真實鏈路環(huán)境，這種方式得到的實驗結(jié)果最接近實際情況，但若是通信節(jié)點較多，則會使得成本較高，且占地空間大、管理困難。

目前還沒有既能克服以上三種方式的缺點、又能綜合以上三種方式的優(yōu)點的深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺構(gòu)建方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供了一種易于操作、可實現(xiàn)性強的深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺構(gòu)建方法；該方法所構(gòu)建的深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺既能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點較少的簡單網(wǎng)絡(luò)場景仿真，也能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)場景仿真，滿足不同深空通信網(wǎng)絡(luò)場景的復(fù)雜性需求，仿真結(jié)果接近實際情況，且成本低、占用空間小、易于管理，對網(wǎng)絡(luò)場景的變更適應(yīng)性強。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種深空通信網(wǎng)絡(luò)仿真驗證平臺構(gòu)建方法，所述方法包括：

利用樹莓派模擬通信節(jié)點，利用交換機將所有通信節(jié)點連結(jié)成一個網(wǎng)絡(luò)，任意兩個通信節(jié)點之間能夠通信，并通過一臺主控計算機對所有通信節(jié)點進行控制；

以網(wǎng)橋方式為每一個通信節(jié)點配置靜態(tài)IP；

所有通信節(jié)點進行時間同步，將同步動作集成并設(shè)為開機自啟動；

對每一個通信節(jié)點配置靜態(tài)ARP，將配置操作集成并設(shè)為開機自啟動；

對需要進行仿真驗證的深空通信網(wǎng)絡(luò)場景進行分析，確定每一條通信鏈路特性，然后進行深空通信鏈路狀態(tài)模擬，并將配置操作集成；

進行通信節(jié)點模擬，在整個仿真驗證平臺上進行協(xié)議棧的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)流的傳輸。

作為上述方法的一種改進，所述利用樹莓派模擬通信節(jié)點，利用交換機將所有通信節(jié)點連結(jié)成一個網(wǎng)絡(luò)，任意兩個通信節(jié)點之間能夠通信，并通過一臺主控計算機對所有通信節(jié)點進行控制；具體包括：

分析需要仿真驗證的通信網(wǎng)絡(luò)場景，確定整個網(wǎng)絡(luò)的通信節(jié)點個數(shù)；

采用一臺PC機作為主控計算機；

采用樹莓派作為通信節(jié)點，一個樹莓派作為一個通信節(jié)點；