[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)鏈仿真模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010343280.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN111600747B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯冀川;胡松;李紅春;劉志峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京機(jī)電工程研究所
• 主分類號(hào): H04L41/14
• 分類號(hào): H04L41/14;H04L43/0852;H04L43/0811
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)鏈仿真模型，包括參數(shù)設(shè)定模塊、節(jié)點(diǎn)連通性計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)更新檢查模塊、時(shí)延計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)輸出檢查模塊，可根據(jù)數(shù)據(jù)鏈的性能參數(shù)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息判斷節(jié)點(diǎn)直接連通關(guān)系，計(jì)算出子網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)間的跳數(shù)和子網(wǎng)的劃分情況，并依據(jù)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)包的時(shí)延長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，模擬節(jié)點(diǎn)間傳輸延時(shí)的不同。本發(fā)明能較為精確的體現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈的延時(shí)特性和連通性，引入系統(tǒng)中后可以實(shí)現(xiàn)較為真實(shí)的系統(tǒng)仿真。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)鏈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)據(jù)鏈仿真模型。

背景技術(shù)

在無人機(jī)編隊(duì)飛行、物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建、機(jī)器人協(xié)同等應(yīng)用場(chǎng)景中，數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且粋€(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，是連接各個(gè)設(shè)備的紐帶。從系統(tǒng)層面來看，數(shù)據(jù)鏈的引入為各模塊間的通訊提供了條件，為各設(shè)備提供了更多的可用信息。但由于數(shù)據(jù)鏈存在連通性和延時(shí)特性，使得對(duì)于這部分信息的使用與系統(tǒng)本身信息的使用方法不同，因此需要建立數(shù)據(jù)鏈數(shù)學(xué)模型對(duì)整個(gè)組網(wǎng)系統(tǒng)的特性進(jìn)行分析。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)鏈模型主要有兩種：

一種是數(shù)據(jù)鏈模型基于數(shù)據(jù)鏈原理構(gòu)建的仿真模型，這種模型的構(gòu)建與數(shù)據(jù)鏈的工作體制(如TDMA、SPMA)有關(guān)，能較為精確的還原各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交互特性，但由于涉及到數(shù)據(jù)鏈工作的底層協(xié)議以及相關(guān)參數(shù)的選取，其構(gòu)建過程較為繁瑣，不具備通用性，工作量大，且一旦更換了不同的數(shù)據(jù)鏈體制，需要重新構(gòu)建新的模型。

另一種數(shù)據(jù)鏈模型是基于延時(shí)的數(shù)據(jù)鏈模型，這種模型不在系統(tǒng)層面構(gòu)建模型，而是在各設(shè)備的仿真模型中加入一個(gè)延時(shí)環(huán)節(jié)作為數(shù)據(jù)鏈模型。對(duì)通過數(shù)據(jù)鏈共享的數(shù)據(jù)進(jìn)行延時(shí)處理(即發(fā)給數(shù)據(jù)鏈的數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定的時(shí)間后才可收到)，來模擬數(shù)據(jù)鏈的特性。這種數(shù)學(xué)模型的優(yōu)點(diǎn)在于可以基本模擬數(shù)據(jù)鏈的延時(shí)特性，構(gòu)建方式簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)；但這種模型的構(gòu)建較為理想化，默認(rèn)所有節(jié)點(diǎn)的延時(shí)特性相同，且無法反應(yīng)數(shù)據(jù)鏈的連通特性，其仿真結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)鏈特性的差距較大，不能很好的反應(yīng)數(shù)據(jù)鏈工作的真實(shí)情況。

可見，構(gòu)建一種既能反映數(shù)據(jù)鏈基本特性，又可代表多種數(shù)據(jù)鏈體制的數(shù)學(xué)模型是具有重要意義的。這種模型可以較為精確的體現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈的特性，將其引入系統(tǒng)中后可以實(shí)現(xiàn)較為真實(shí)的系統(tǒng)仿真，可體現(xiàn)全系統(tǒng)特性，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)參數(shù)的調(diào)節(jié)與優(yōu)化，也便于從系統(tǒng)層面對(duì)數(shù)據(jù)鏈環(huán)節(jié)提出新的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)據(jù)鏈仿真模型，能較為精確的體現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈的延時(shí)特性和連通性，引入系統(tǒng)中后可以實(shí)現(xiàn)較為真實(shí)的系統(tǒng)仿真。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)鏈仿真模型，采取技術(shù)方案如下：

所述數(shù)據(jù)鏈仿真模型包括參數(shù)設(shè)定模塊、節(jié)點(diǎn)連通性計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)更新檢查模塊、時(shí)延計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)輸出檢查模塊；

所述參數(shù)設(shè)定模塊從系統(tǒng)模型中獲取數(shù)據(jù)鏈的性能參數(shù)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，并將接收到的參數(shù)和信息發(fā)送給節(jié)點(diǎn)連通性計(jì)算模塊和時(shí)延計(jì)算模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)鏈的連通性和延時(shí)進(jìn)行計(jì)算；

所述節(jié)點(diǎn)連通性計(jì)算模塊根據(jù)數(shù)據(jù)鏈的性能參數(shù)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息判斷節(jié)點(diǎn)直接連通關(guān)系，計(jì)算出子網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)間的跳數(shù)和子網(wǎng)的劃分情況；

所述數(shù)據(jù)更新檢查模塊用于檢查輸入端數(shù)據(jù)包更新情況。在數(shù)據(jù)包中設(shè)置了一個(gè)鬧鐘變量，數(shù)據(jù)包鬧鐘變量值默認(rèn)為-1，節(jié)點(diǎn)發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈模型的數(shù)據(jù)包中的鬧鐘變量值為0。在數(shù)據(jù)鏈模型的每個(gè)執(zhí)行周期，數(shù)據(jù)更新檢查模塊檢查輸入端，如果有更新的數(shù)據(jù)，即鬧鐘變量值為0的數(shù)據(jù)包，則將輸入端的數(shù)據(jù)讀入輸入端緩存，然后將輸入端的數(shù)據(jù)包鬧鐘變量值置為-1；

所述時(shí)延計(jì)算模塊對(duì)數(shù)據(jù)包的時(shí)延長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算；讀入輸入端緩存的數(shù)據(jù)包之后，分別計(jì)算該節(jié)點(diǎn)到子網(wǎng)其余節(jié)點(diǎn)的延時(shí)時(shí)間，將讀入數(shù)據(jù)包中包含的鬧鐘變量設(shè)置為延時(shí)時(shí)間后發(fā)送到對(duì)應(yīng)輸出端緩存中，所述延時(shí)時(shí)間為最小跳數(shù)與基本延時(shí)的乘積，所述輸出端緩存中可存放多包數(shù)據(jù)；