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专利号: 2019105468646
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于云平台的天地一体化信息网络仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,基于STK卫星网络仿真软件构建天地一体化仿真网络场景{Gα,Lβ,Sθ},其中,高轨卫星集合:Gα={GEO1,…,GEOt,…,GEOα},t为高轨卫星编号,1≤t≤α,α为高轨卫星个数;低轨卫星星座集合:Lβ={LEO_CON1,…,LEO_CONi,...,LEO_CONβ},i为低轨卫星星座轨道编号,1≤i≤β,β为低轨卫星星座总个数,其中,LEO_CONi为轨道i上的低轨卫星集合,表示为:LEO_i i i i

CONi={LEO1,...,LEOj,...,LEONi},Ni为轨道i上低轨卫星的总个数,LEOj为轨道i上第j颗低轨卫星,1≤j≤Ni;地面站集合Sθ={Station1,…,Stationr,…,Stationθ},r为地面站编号,1≤r≤θ;

S2,仿真数据交换模块负责云平台OpenStack与STK卫星网络仿真软件的通信,实现OpenStack获取步骤S1中STK所构建的天地一体化仿真网络场景数据,包括场景信息{Gα,Lβ,Sθ},以及场景中各种卫星链路的链路特性数据;链路通用表示形式为Link(x,y),其中x、y为卫星链路两端高轨卫星、低轨卫星或地面站;卫星链路总条数为num;卫星链路Link(x,y)的链路特性数据reportLink(x,y)={BLink(x,y),DLink(x,y),FLink(x,y),ELink(x,y)},其中BLink(x,y)表示链路Link(x,y)的链路带宽,DLink(x,y)表示链路Link(x,y)的链路延时,FLink(x,y)表示链路Link(x,y)的链路通断,ELink(x,y)表示链路Link(x,y)的误码率;链路特性数据以文件形式存在;

S3,网络节点部署模块:根据描述的STK中的卫星场景,在OpenStack云平台上的网络节点部署模块开始部署天地一体化仿真网络场景中的高轨卫星节点Gα={GEO1,…,GEOt,…,GEOα},低轨卫星星座集合Lβ={LEO_CON1,…,LEO_CONi,…,LEO_CONβ},以及地面站节点Sθ={Station1,…,Stationr,…,Stationθ};

S4,网络参数设置模块:根据部署的天地一体化仿真网络场景{Gα,Lβ,Sθ},网络参数设置模块提交卫星链路参数,包括卫星发射机IP地址IPsend、卫星接收机IP地址IPrec、卫星链路带宽Blink(x,y)以及上传的卫星链路特性数据reportLink(x,y);

S5,网络仿真模块:网络仿真模块通过开启进程监听端口,获取到卫星链路参数后,开启多进程,每个进程将开启多个线程用来动态实时仿真每一条卫星链路的链路特性,线程总数NUM≥num;

其中卫星链路分为5种,包括低轨同轨道卫星链路、低轨卫星轨道间链路、高轨低轨星间链路、高轨卫星星间链路以及星地卫星链路;

网络仿真模块获取到卫星链路参数后,具体进行:S501,网络仿真模块首先处理卫星接收机IP地址IPrec这个请求,分别得到IPrec:insid和IPrec:mac的对应关系;IPrec为接收方卫星网卡的IP地址,insid为接收方卫星在云平台上的实例ID编号,mac为接收方卫星网卡的mac地址;

S502,网络仿真模块处理得到的对应的insid和mac,解析相应路径下实例信息文件,分别得到(insid,mac):vport与(insid,mac):instancename的对应关系;

vport为接收方卫星网卡在云平台虚拟交换机OVS上对应的二层虚拟网卡设备名,instancename为接收方卫星在云平台上的实例名称;

S503,网络仿真模块下的子模块带宽设置模块处理上述IPrec:(insid,mac),(insid,mac):vport以及(insid,mac):instancename三组对应关系,根据得到的instancename,vport以及Blink(x,y)三个参数,设置虚拟卫星链路带宽;

S504,网络仿真模块下的子模块通断延迟控制模块处理上述IPrec:(insid,mac),(insid,mac):vport以及(insid,mac):instancename三组对应关系,根据得到的instancename,vport以及reportLink(x,y)三个参数,动态实时控制虚拟卫星链路的通断,若链路状态为通,则根据链路延时数据DLink(x,y)及链路误码率数据ELink(x,y),实时控制卫星链路延时及误码率。

2.如权利要求1所述的基于云平台的天地一体化信息网络仿真方法,其特征在于,步骤S504中,动态实时控制虚拟卫星链路的通断和延时流程如下:S5041,解析卫星链路特性数据文件,获取卫星链路特性数据reportLink(x,y),链路通断数据用集合表示为{(StartTime1,StopTime1),…,(StartTimei,StopTimei),…,(StartTimeN,StopTimeN)},对应的链路延时数据DLink(x,y)用集合表示为{Delay1,…,Delayi,…,DelayN},链路误码率数据ELink(x,y)用集合表示为{BER1,…,BERi,…,BERN},其中N为该条链路的连通次数;

S5042,获取当前时间,记为Timecurrent,判断当前时间的虚拟卫星链路通断状态:

1)如果存在i使得StartTimei

2)如果存在i使得StopTimei‑1≤Timecurrent≤StartTimei,则将当前虚拟卫星链路状态设置为断开,当Timecurrent≥StartTimei时,自动切换虚拟卫星链路状态为通;

3)如果Timecurrent≥StopTimeN,则在当前时间下此虚拟卫星链路已无再通可能,设置虚拟链路状态为断开。