[发明专利]一种通信网络仿真方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机仿真领域，尤其涉及一种通信网络仿真方法及系统。

背景技术

通信网络仿真，其核心是利用计算机仿真技术在对通信网络进行模拟，计算得到通信效能(如信息传送时延等)，并以此作为评估、优化通信网络的依据。基于仿真的方法具有风险低、效率高、成本低、可重复实验、便于定量分析等特点，已成为分析评估通信效能的有力手段。

目前在通信网络仿真方面主要是基于专业的仿真工具(如OPNET)，对通信网络的内部机理(包括路由等底层协议及算法)进行建模仿真，进而计算得到相应效能指标，这种仿真方式能够比较逼真地反映真实网络，可信度较好，但这种方式尚不能完全满足要求。具体地说，基于这种仿真方式构建的仿真模型对通信专业性要求高，平台依赖性强，内部机理、尤其是底层协议建模复杂，且运行效率随系统规模的扩大急剧下降，因而难以嵌入其它仿真应用中。例如对应急指挥系统(一般由通信网络与传感器、指挥单元、执行单元共同构成)仿真而言，建模与分析人员关心的是一些综合性指标(如指挥周期)，通信效能仅仅是影响因素之一，因此建模与仿真人员并不希望从底层通信协议开始进行建模，而是希望能够屏蔽内部机理，以一种更简单、更富效率的方式仿真得到通信网络的外在表现。

目前也有一些研究围绕外在表现对通信网络进行了进一步抽象建模，并嵌入到其它仿真应用中(参见James W Jones，“JWARS Communications Modeling”，in Proceedings of the Spring SIW，1999，PPT 99S-SIW-181)，但这些研究采取的抽象方式往往过于简单，对干扰、毁伤、负载、拓朴关系等对通信效果有较大影响的因素考虑不足，尤其是没有建立起内部机理仿真与外在表现仿真之间的联系，不能充分利用内部机理仿真的结果，导致可信度难以保证。

由上可见，有必要设计一种屏蔽内部机理、可信的通信网络仿真方法。具体地说，有必要设计一种既能够屏蔽内部机理以更好地嵌入其它仿真应用，又能够利用内部机理仿真结果以保证可信度的通信网络仿真方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，提供了一种通信网络仿真方法及系统，其目的在于，建立起内部机理仿真与外在表现仿真之间的联系，充分利用内部机理仿真的结果，保证通信网络仿真的可信度。

本发明提供了一种通信网络仿真方法，包括：

步骤1，将通信网络抽象为通信子网、通信枢纽与用户节点；

步骤2，输入仿真运行所需要的参数；

步骤3，计算仿真运行时的通信效能。

步骤1中，通信子网是通信网络中逻辑上相互独立的网络，通信枢纽是构成通信网络的物理实体，用户节点是通信网络的用户实体。

步骤2中，仿真运行所需要的参数包括：通信拓扑、通信网络能力参数、通信设备性能参数以及通信枢纽和用户节点的干扰/毁伤情况与信息情况。

通信网络能力参数包括：端到端连通率，时延，丢失率，最大用户节点数；

端到端连通率用于表征用户之间连通的可能性，时延用于表示用户之间传递信息所需的时间，丢失率用于表征信息传送到目的地后损失的比率，最大用户节点数是指子网能够容纳接入的最大用户数量。

步骤3包括：

步骤31，判断请求通信的双方用户是否能够连通；

步骤32，计算信息传输时延；

步骤33，计算信息丢失率。

步骤31包括：

步骤31，根据通信拓扑判断请求通信的双方用户是否接入同一通信子网，如果是，执行步骤32，否则请求通信的双方用户不能连通；

步骤32，根据用户节点的干扰/毁伤情况与信息情况判断在仿真运行时请求通信的双方用户是否均正常工作，如果是，执行步骤33，否则请求通信的双方用户不能连通；

步骤33，根据通信设备性能参数判断请求通信的双方用户节点是否在仿真运行时位于至少一个通信枢纽的作用范围内；

步骤34，产生随机值，如果该随机值大于基准端到端连通率，则请求通信的双方用户不能够连通，否则请求通信的双方用户能够连通。

步骤2中，按照下述公式计算传输时延：