[发明专利]一种天地融合网络仿真试验系统及其试验方法

说明书

本发明涉及一种天地融合网络仿真试验系统及其试验方法，系统包括：数据采集模块、试验接口、目标天地融合网络分析模块和目标天地融合网络仿真模块。该系统基于虚拟化技术在地面服务器硬件上构建虚实结合、数据驱动、真实可信的天地融合网络仿真试验环境，并支持在该环境中实现天地融合网络的高效仿真。同时，支持真实协议、真实流量和真实组网方式按需加载，以实现未来天地融合网络领域内的各种组网方式与网络协议的试验验证。

技术领域

本发明涉及天地融合网络仿真技术领域，尤其涉及一种天地融合网络仿真试验系统及其试验方法。

背景技术

近年来，随着航空航天技术的不断发展，业界正在积极规划、部署由海量近地轨道(Low Earth Orbit，LEO)卫星组成的新兴巨型星座(如SpaceX Starlink，Amazon Kuiper等)。全球分布的巨型星座与地面站网络将促进卫星网络与地面网络的一体化发展，进而构建天地融合网络，有望为全球范围内的天基、陆基、海基等用户提供低延迟、高带宽、泛在接入的互联网服务。然而，由于目前巨型卫星星座仍处于初步部署阶段，天地融合网络体系结构中的协议体制与标准，在国际上尚未达成统一共识。尤其是在天地融合网络组网协议的基础理论与关键技术方面，仍然缺乏灵活、高效、可扩展的天地网络组网方法与协议设计。因此，目前亟需设计面向天地融合网络的试验方法，以推动未来天地融合网络组网协议的研究，促进天地融合网络体系结构基础理论与关键技术的发展。

现有的天地融合网络仿真试验方法主要基于真实卫星系统或者卫星仿真系统开展，其受到两方面制约。第一方面，由于真实巨型星座仍处于演进部署阶段，其星座规模、组网方式、软硬件环境仍未确定，基于现有卫星星座的试验方法的可用性和灵活性仍存在较大局限，无法用于探索不断演进变化的复杂天地融合网络环境。第二方面，现有卫星仿真系统主要基于事件驱动来仿真和模拟卫星的高动态特征，无法支持真实组网协议与真实网络流量的加载，并开展相关试验验证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的天地融合网络仿真试验系统及其试验方法。

第一方面，本发明实施例提供一种天地融合网络仿真试验系统，包括：数据采集模块、试验接口、目标天地融合网络分析模块和目标天地融合网络仿真模块；

所述试验接口，包括分别用于加载目标天地融合网络的试验配置参数、组网方式和网络协议的配置参数加载接口、组网方式加载接口和网络协议加载接口；

其中，所述数据采集模块，用于针对全球范围内的每一个通信卫星和每一个地面站，对通信卫星的运行信息以及地面站的装配信息进行采集与存储；

所述目标天地融合网络分析模块，用于根据所述目标天地融合网络的试验配置参数、所述数据采集模块存储的通信卫星运行信息和地面站装配信息，对目标天地融合网络动态时变的拓扑结构以及目标天地融合网络中通信卫星和地面站的配置资源进行演算；

所述目标天地融合网络仿真模块，用于利用目标天地融合网络动态时变的拓扑结构以及目标天地融合网络中通信卫星和地面站的配置资源，在物理服务器集群上采用虚拟化技术搭建目标天地融合网络的仿真架构；还用于基于目标天地融合网络的试验配置参数、组网方式和网络协议，实现基于目标天地融合网络仿真架构的仿真试验。

根据本发明提供的天地融合网络仿真试验系统，所述通信卫星的运行信息，包括：通信卫星的载荷能力、通信卫星的运行轨迹、通信卫星运行轨道高度、通信卫星运行轨道倾角、通信卫星无线通信链路的通信频段以及通信卫星无线通信链路的通信性能；

所述地面站的装配信息，包括：地面站的安装位置信息和地面站支持的通信波段；

所述目标天地融合网络的试验配置参数，包括：试验时长、试验流量大小、源通信终端、目的通信终端以及目标天地融合网络的设定信息；

其中，所述无线通信链路，包括：星地通信链路和星间通信链路；