[发明专利]一种基于虚拟节点接入的半实物自组网验证方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟节点计入的半实物自组网验证方法，基于虚拟节点接入，实现自组网设备物理层、MAC层和协议层的快速测试和验证，进行对自组网性能进行评估。本发明支持多种物理层链路、MAC层控制结构、协议层路由算法，并支持通过Simulink等开发工具进行快速仿真、实现和部署，能快速完成各层次算法的评估，加速自组网设备的开发。

技术领域

本发明属于指挥指控、战术数据链、遥测遥控、航空航天、国防等行业的无线通信领域，具体涉及一种基于虚拟节点接入的半实物自组网验证方法。

背景技术

无线自组网，也称Adhoc网络，其本意是为某一特定目的临时组建的网络，它不同于传统的蜂窝网，而是由一组按需组建的、没有任何固定基础设施辅助的可移动终端组成的网络，具有单独组网、分布式、自组织、多跳传输、抗毁性强等特点，可以在没有基础设施或基础设施被破坏情况下提供灵活方便的通信，主要限于局部范围的特殊通信场景。

从整体来看，关于无线自组网的研究已经开始很长时间了，也产生了大量的成果，涉及到无线自组网的各个方面，如物理层算法、拓扑控制、机制路由协议等，但由于自组网最核心的应用依然是军事领域，有通信环境多样、网络动态多变化、多跳通信等特点，如何有效地融入和满足战术网络的应用需求，从理论到实践还有较大的距离，需要进一步深入研究。

作为自组网终端的每个网台由应用层、协议层、MAC层和物理层四层构成，根据应用场景每一层都有多种实现算法。如何高效的对各个层次的算法进行设计和验证，一直是自组网设计中的难点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于虚拟节点接入的半实物自组网验证方法，本发明为了克服现有自组网设备设计和验证效率低下的问题，提高应用层、协议层、MAC层和物理层设计效率、并对各层次的算法进行快速的半实物测试。本发明提供一种基于虚拟节点接入的半实物自组网验证方法，结合软件无线电技术，基于模型的设计技术和半实物仿真技术，使应用层、协议层、MAC层和物理层，特别是协议层、MAC层和物理层在设计初期就能通过虚拟节点的方法接入实时信号进行处理，通过软硬件协调仿真和测试原理，大大加速各个层次算法的设计效率。

本发明提出的一种基于虚拟节点接入的半实物自组网验证方法，所述验证方法通过虚拟节点接入模块和半实物自组网验证系统实现，其特征在于：所述半实物自组网验证系统包括宽带射频板、高性能基带板、高速中频子板、通用处理器模块和主控制模块，宽带射频板的J1接口分别通过CPCI控制总线与高性能基带板、通用处理器模块和主控制模块的J1接口进行双向连接；宽带射频板的J5接口通过FH实时控制总线连接高性能基带板的J5接口；所述宽带射频板无线连接宽带通信信号，用于宽带通信信号的收发，并支持高速跳频信号的收发；宽带射频板上设有FPGA可编程单元；高性能基带板设有高速中频子板、FPGA和DSP，所述FPGA用于实现物理层软件模块的功能，所述DSP用于实现MAC层软件模块的功能，所述宽带射频板的输出端连接高速中频子板的输入端；通用处理器模块上设PowerPC，所述PowerPC用于实现协议层软件模块的功能；主控制模块上设有CPU处理器，所述CPU处理器用于实现应用层软件模块的功能；所述的虚拟节点接入模块模拟物理层、MAC层、协议层和应用层的功能，并提供与半实物自组网验证系统连接的相应的物理层、MAC层、协议层和应用层数据接口，具体方法如下：

宽带射频板接收无线通信信号，变频到基带后，通过高速中频子板的AD转换，采用数字信号分别送给FPGA、DSP、PowerPC和CPU处理器进行处理，分别完成物理层、MAC层、协议层和应用层的操作，进而实现组网信号的接收，反之，则实现组网信号的发射。

本发明中，所述物理层可由虚拟节点接入模块的物理层模块实现，或者由虚拟节点接入模块的物理层模块生成面向FPGA的代码实现。

本发明中，所述MAC层可由虚拟节点接入模块的MAC层模块实现，或者由虚拟节点接入模块的MAC模块生成面向DSP的代码实现。