[发明专利]一种面向QualNet的仿真场景节点信息定时修改方法

说明书

本发明涉及一种面向QualNet的仿真场景节点信息定时修改方法，包括PDSI接口注册和PDSI接口函数调用两部分；具体的，面向QualNet建立包括PSDI接口与外部程序的外部接口开发框架，通过外部程序将需要修改的节点信息参数以数据报文的格式发送到PDSI接口，再通过该PDSI接口和QualNet仿真器交互。使用户可以动态、批量、定时地修改仿真环境中的节点信息参数，从而实现了用户对仿真进程的定时干预功能，解决了大规模网络仿真过程中无法动态、批量、定时配置节点参数的问题。实测结果表明本发明提出的方法针对大型无线网络仿真评估和测试十分有效。

技术领域

本发明涉及一种面向QualNet网络仿真过程中场景节点信息动态、批量、定时修改的方法，尤其涉及一种面向QualNet的仿真场景节点信息定时修改方法，属于网络仿真技术领域。

背景技术

网络的研究中普遍采用了实物实验法和软件仿真法。实物实验法中，实验对象在真实物理平台上运行，具有较高的精度；但构建全尺度实物实验平台代价高昂，且进行大量重复试验是很困难的。软件仿真法具有较好的灵活性和可控性，但由于大部分的模拟和结果分析都在一个典型的封闭的非定时模拟时钟的虚拟环境中重复地运行，忽略了“人在回路”的干预过程(例如一个网络仿真过程中，我们需要根据实际情况在相应时间改变一个网络节点的信息，如位置，开关状态以及发送功率等。)，因此在这样仿真时间长而且“Hardware-in-the-Loop”的大规模网络仿真中不能直观展示真实设备、应用在特定网络环境下的实际性能。为了实现用户对仿真进程的实时干预功能，国内外研究机构提出了“human-in-the-loop”模拟框架。所谓“human-in-the-loop”模拟框架就是在网络仿真场景运行时能够人为干预的按照真实的需要实时的改变网络仿真场景中的网络模型的参数。这种方法将传统的“Hardware-in-the-Loop”网络仿真加入了实际中不可避免的人为干预，使得软件仿真方法更加能体现真实设备和应用在特定网络环境下的实际性能，为大规模网络研究提供了更为有效的研究手段。

构建“human-in-the-loop”网络仿真模拟系统，一方面需要具有高保真度和定时运行能力的网络仿真软件；另一方面还需要仿真软件支持能够通过外部软件或程序将所需修改的节点信息传输到仿真模拟器的外部接口。

QualNet作为当前广泛使用的网络仿真软件具有较高的保真度和良好的扩展性，同时也提供了相应的外部接口注册功能让QualNet可以和外部的软件或程序进行通信。

针对本发明，进行了深入的文献及专利检索，相关度较高的文献如下：

(1)Staub T,Gantenbein R,Braun T.VirtualMesh:an emulation frameworkfor wireless mesh networksin OMNeT++[C].In Proceedings of the 2ndInternational Conference on Simulation Tools andTechniques,2009:64.该文献提出一种基于网络仿真器OMNeT++的网络模拟的框架，叫VirtualMesh。它使用了真实的协议栈，可以通过虚拟网卡来捕捉节点的真实的网络流量，然后重定向于网络仿真器OMNeT++。VirtualMesh在扩展网络拓扑和移动性测试上有很大的灵活性。VirtualMesh的主要功能是拦截真实节点的网络流量，重定向到仿真模型里面，然后控制网络接入和物理层的行为。网络栈被分成两部分，应用层、传输层和网络层都是由真实节点或者虚拟节点控制。在MAC层，网络流量被虚拟网卡捕捉，然后重定向到仿真模型里。仿真模型根据虚拟网络的拓扑、传播模型、干扰噪声和节点位置来计算网络响应。它只仿真MAC层和物理层，其他层保持不变，正常地工作在节点的Linux协议栈里。即使VirtualMesh支持动态网络的节点加入或离开，和无线参数配置一样，诸如节点位置、移动模型等一些参数预先配置好后就不能在仿真过程中按照突发需求进行动态修改。