[发明专利]一种无人系统集群网络通信仿真方法及装置

权利要求书

1.一种无人系统集群网络通信仿真方法，其特征在于，该方法包括：

构建仿真环境：构建用于执行仿真管理控制的仿真管理控制平台，以及由多个仿真节点构成无人系统仿真集群，其中每一个所述仿真节点对应仿真一个无人系统，所述仿真管理控制平台与所述无人系统仿真集群之间通过基于FPGA的可编程核心交换机实现通信；

执行通信仿真时，所述仿真管理控制平台根据所需仿真任务发送仿真配置信息以及控制信息给所述无人系统仿真集群；所述无人系统仿真集群根据接收到的所述配置信息、控制信息，启动各所述仿真节点进行模拟仿真，所述可编程核心交换机实现各仿真节点之间以及各仿真节点与所述仿真管理控制平台之间的信息传输，以及所述可编程核心交换机根据各仿真节点仿真得到的无人系统位置及运动状态，计算仿真节点之间的链路通信质量参数，并根据所述链路通信质量参数对仿真节点之间传输的数据包进行指定类型的处理，以实时仿真出节点之间通信质量变化；

所述无人系统仿真集群根据接收到的所述配置信息、控制信息，启动各所述仿真节点进行模拟仿真时，各所述仿真节点根据任务分配模拟产生信息传递激励，并根据所述信息传递激励生成或更新路由以寻找出传递路径。

2.根据权利要求1所述的无人系统集群网络通信仿真方法，其特征在于，还包括在所述基于FPGA的可编程核心交换机中实现具备部分可重构的虚拟路由功能，形成部分可重构的虚拟路由器，以使得在所述可编程核心交换机中可并行运行多个不同网络的虚拟路由器，在执行通信仿真时，所述部分可重构的虚拟路由器具体执行步骤包括：

S101.数据包接收：接收所述无人系统仿真集群发送的数据包；

S102.信息解析与分类处理：对接收到的数据包进行解析，获取解析后数据包中包含有无人系统飞行状态信息的目标数据包并转入执行步骤S103，以及获取解析后的所有数据包并转入执行步骤S104；

S103.链路状态确定：预先根据任务场景构建对应的无线链路质量计算模型，从当前获取到的目标数据包中获取需要计算的目标仿真节点对，根据目标仿真节点对所处环境信息、目标仿真节点对的状态参数信息，使用所述无线链路质量计算模型计算目标仿真节点对之间无线链路的信道质量参数，确定出各条无线链路的链路状态并输出，转入步骤S105；

S104.数据包处理：根据各无线链路的链路状态以及仿真节点对的类型，对接收到的各数据包执行不同处理，处理完成之后组合成完整的数据包，转入步骤S105；

S105.数据包封装发送：将接收到的数据包进行封装后发送。

3.根据权利要求2所述的无人系统集群网络通信仿真方法，其特征在于，所述步骤S103包括：

接收当前任务场景中的通信模型类型信息，以及获取当前环境中存在的干扰信息，根据所述通信模型类型信息和干扰信息，构建无线链路质量计算模型；

从当前获取到的目标数据包中获取需要计算的目标仿真节点对，根据目标仿真节点对所处环境信息以及目标仿真节点对的状态参数信息，使用所述无线链路质量计算模型计算出目标仿真节点对之间无线链路的信道质量参数；

根据底层MAC链路协议和组网方式以及计算出的所述信道质量参数，计算各条无线链路的链路状态。

4.根据权利要求2所述的无人系统集群网络通信仿真方法，其特征在于，所述步骤S104中对接收到的各数据包执行处理包括：将待处理数据包依据所关联的仿真节点对的形式进行分类，将分类后数据包分别输入至各自的数据包队列；在各所述数据包队列中，根据数据包中所关联的仿真节点对之间的通信状态选择对应的处理操作，所述处理操作包括延时传输、丢包、修改部分数据内容以及打乱包序中任意一种。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的无人系统集群网络通信仿真方法，其特征在于，所述步骤S105包括：判断待发送的数据包类型，如果是节点间链路状态数据包，将链路状态信息进行封装后发送给所述仿真控制管理平台，以提供无人系统集群系统中每一条无线链路的实时状态；如果是无人系统集群内部传递的数据包，则封装数据包后发送至仿真网络环境中。