[发明专利]大规模无人机中继网络信道模拟装置及GPU实时仿真方法

权利要求书

1.一种大规模无人机中继网络信道模拟装置，其特征在于：包括网络节点动态拓扑参数输入单元(1-1)、网络信道参数估计单元(1-2)、网络信道建模及产生单元(1-3)、网络信道组合叠加单元(1-4)、网络节点发射信号输入单元(1-5)和网络节点接收信号输出单元(1-6)；

所述网络节点动态拓扑参数输入单元(1-1)与网络信道参数估计单元(1-2)相连，用于用户输入网络各节点通信场景参数；

所述网络信道参数估计单元(1-2)用于把网络节点动态拓扑参数输入单元(1-1)中的各节点通信场景参数转化为无人机中继网络各节点信道的模型参数，然后将计算所得按照离散时间的先后进行组帧，并根据网络信道状态更新间隔依次传输到基于GPU并行计算的网络信道建模及产生单元(1-3)；

所述网络信道建模及产生单元(1-3)包括地面发射节点信号模型、无人机中继转发节点接收信号模型、无人机中继接收节点接收信号模型、地面接收节点信号模型、地面节点干扰信号模型、地面节点噪声模型，根据网络信道参数估计单元(1-2)计算得到的每帧的网络各子信道模型参数通过以上模型依次产生无人机中继网络信道，并将输出数据通过PCIE总线依次传输到FPGA中的网络信道组合叠加单元(1-4)；

所述网络信道组合叠加单元(1-4)将网络信道建模及产生单元(1-3)产生无人机中继网络信道衰落叠加到FPGA中的网络节点发射信号输入单元(1-5)输入的基带信号，并发送到FPGA中的网络节点接收信号输出单元(1-6)；

所述网络节点发射信号输入单元(1-5)将输入的中频IF或射频RF信号通过下变频转化为复基带信号，并传输到网络信道组合叠加单元(1-4)；

所述网络节点接收信号输出单元(1-6)将网络信道组合叠加单元(1-4)输入的经过无人机中继网络信道后的复基带信号通过上变频转化为中频或射频信号输出。

2.一种大规模无人机中继网络信道模拟装置的GPU实时仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，用户通过网络节点动态拓扑参数输入单元(1-1)输入通信场景参数，通信场景参数被送到网络信道参数估计单元(1-2)；

第二步，网络信道参数估计单元(1-2)根据用户输入参数计算无人机中继网络各节点信道的模型参数，然后将计算所得按照离散时间的先后进行组帧，并根据网络信道状态更新间隔依次传输到网络信道建模及产生单元(1-3)；

第三步，网络信道建模及产生单元(1-3)根据网络信道参数估计单元(1-2)输入的每帧网络各子信道模型参数，建立无人机中继转发节点接收信号模型、无人机中继接收节点接收信号模型、地面节点接收信号模型、地面节点干扰信号模型和地面节点噪声模型；

第四步，利用上述模型，通过GPU模拟产生各条无人机中继网络传播信道的数据，并将数据通过PCIE总线依次传输到FPGA中的网络信道组合叠加单元(1-4)，与此同时，中频或射频信号输入到FPGA中的网络节点发射信号输入单元(1-5)，通过下变频转化为基带信号，并传输到网络信道组合叠加单元(1-4)；

第五步，网络信道组合叠加单元(1-4)模拟无人机中继网络信道叠加过程，将网络信道建模及产生单元(1-3)产生无人机中继网络信道叠加到网络节点发射信号输入单元(1-5)输入的基带信号，并发送到FPGA中的网络节点接收信号输出单元(1-6)，由网络节点接收信号输出单元(1-6)将经过信道后的基带信号通过上变频转化为中频或射频信号输出。