實時控制Exata節(jié)點移動軌跡的方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種實時控制Exata節(jié)點移動軌跡的方法。Exata網(wǎng)絡仿真軟件在網(wǎng)絡仿真運行的過程中，利用UDP（User?Datagram?Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）通信實時接收外部主控模塊發(fā)送的節(jié)點移動信息，然后通過添加事件的方式來實時增加新的移動位置并控制節(jié)點移動；同時利用原地踏步策略解決了Exata網(wǎng)絡仿真軟件中節(jié)點的位置管理模塊未開放所導致的節(jié)點必須持續(xù)運動的問題。本發(fā)明專利技術物理意義明確，方法簡單方便，實現(xiàn)的復雜度低，可以用于Exata仿真軟件用于大系統(tǒng)仿真實驗時實時接收外部主控模塊的移動指令并控制節(jié)點按移動指令移動。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利說明】實時控制Exat a節(jié)點移動軌跡的方法
本專利技術涉及通信領域，具體是一種可以實時控制Exata(-種網(wǎng)絡仿真軟件)節(jié)點 移動軌跡的方法。
技術介紹
在進行產(chǎn)品開發(fā)或者新技術推廣時，仿真是降低難度和成本的重要手段，由于可 以兼顧成本與仿真的真實性，半實物仿真近些年得到了越來越多的重視。Exata是基于 Qualnet仿真內(nèi)核的一種半實物仿真軟件，其創(chuàng)建的"虛擬網(wǎng)絡"完全可以與真實物理網(wǎng)絡 中的所有組件互相通信和交換數(shù)據(jù)。另外，由于Exata的協(xié)議層次較為簡單，層間耦合較松， 其產(chǎn)品開發(fā)和測試周期短。同時，Exata協(xié)議實體對平臺資源需求較少，后期的移植較為簡 單，產(chǎn)品實用化速度較快。由于以上優(yōu)點，Exata已經(jīng)成為無線網(wǎng)絡半實物仿真的主流軟件。 除獨立進行網(wǎng)絡仿真之外，Exata還可與其他模塊配合進行大系統(tǒng)仿真實驗。圖1 中的系統(tǒng)共包括3個模塊，可以看到，仿真模塊需要實時接收并響應來自外部主控模塊的指 令，其中比較重要的就是節(jié)點的移動信息，這由仿真軟件的移動模型來控制。目前，Exata中 控制節(jié)點移動的方法有如下4種。 (1 )FILE:基于文件的節(jié)點移動控制方法。 在仿真進行過程中，節(jié)點不同時刻的位置信息來自本地配置文件。位置信息在仿 真開始前設置好，無法實時添加。在這種移動模式下，節(jié)點沿直線以恒定速度從一個位置移 動到另一個位置。 (2 )GR0UP:基于組移動的節(jié)點移動控制方法。 同屬一組的節(jié)點一起移動，移動軌跡和移動方式遵循RANDOM-WAYPOINT移動模型 規(guī)則，即每個節(jié)點在組范圍內(nèi)按照RANDOM-WAYPOINT移動模型規(guī)則來移動。 (3)PEDESTRIAN-M0BILITY:基于行人移動模型的節(jié)點移動控制方法。 節(jié)點移動軌跡在仿真開始時刻計算好，節(jié)點模擬人移動特點，或沿街道行走，或走 向諸如公園和車站這些地方，也或在這些地方范圍內(nèi)行走。 (4)RAND0M-WAYP0INT:基于隨機游走模型的節(jié)點移動控制方法。 節(jié)點移動軌跡在仿真開始時刻計算好，節(jié)點隨機選擇下一個需要移動到達的位 置，每次移動都在規(guī)定范圍內(nèi)隨機選擇一個固定的速度，沿直線移動到目的節(jié)點，然后暫停 在新的位置上等待下一次的移動。 以上這幾種Exata自帶的控制節(jié)點移動的方法，或按照某種固定的方式移動，或隨 機移動，且移動路徑在仿真開始時刻就計算好，因此不管是哪一種節(jié)點移動控制方法都不 能在Exata網(wǎng)絡仿真開始后實時地接收和響應外部指令并進行相應的位置移動。綜上所述， 當前Exata仿真軟件自帶的幾種控制節(jié)點移動軌跡的方法都需要在仿真前規(guī)劃好節(jié)點的移 動軌跡，無法在仿真過程中實時控制節(jié)點移動。但由于Exata仿真軟件并未完全開放源代 碼，因此要實現(xiàn)對Exata節(jié)點移動軌跡的實時控制。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種可以，擴展Exata 仿真軟件在大系統(tǒng)仿真實驗中的應用。 實現(xiàn)本專利技術目的的技術解決方案為:一種，步 驟如下： (1) 在Exata網(wǎng)絡仿真軟件內(nèi)實現(xiàn)UDP通信服務器程序，接收外部主控模塊發(fā)來的節(jié)點 移動信息； (2) 在網(wǎng)絡仿真運行的過程中，Exata網(wǎng)絡仿真軟件根據(jù)接收到的節(jié)點移動信息，將節(jié) 點移動位置通過添加事件的方式加入相應節(jié)點的移動事件列表來控制節(jié)點移動； (3) 當節(jié)點移動到新位置后，如果再沒有更新的移動位置，則令節(jié)點原地踏步而非停止 移動。 所述步驟（1)中，在Exata網(wǎng)絡仿真軟件內(nèi)實現(xiàn)UDP通信服務器程序，該服務器程序 作為一個線程在Exata網(wǎng)絡仿真啟動后一直運行，實時監(jiān)聽并接收外部主控模塊發(fā)送的節(jié) 點移動信息；外部主控模塊運行UDP通信的客戶端程序，并將節(jié)點的移動信息發(fā)送到Exata 仿真軟件中的UDP通信服務器程序。 步驟(2)所述網(wǎng)絡仿真運行的過程中，Exata網(wǎng)絡仿真軟件接收到外部主控模塊發(fā) 來的節(jié)點移動信息，便通過解碼該節(jié)點移動信息數(shù)據(jù)包，得到待移動節(jié)點的ID和節(jié)點的目 的位置，然后將當前仿真時間+N秒作為節(jié)點此次移動的停止時刻，最終Exata將節(jié)點此次移 動的停止時刻和目的位置加入到相應ID節(jié)點的移動事件列表中（即產(chǎn)生新的移動事件）； Exata網(wǎng)絡仿真軟件通過逐個執(zhí)行節(jié)點移動事件列表中的事件從而使節(jié)點在每個移動停止 時刻到達相應的目的位置。 所述步驟(3 )中，每當節(jié)點移動到新位置后，E X a t a網(wǎng)絡仿真軟件判斷該節(jié)點的新 位置是否是它的移動事件列表中的最后一個目的位置;如果新位置是最后一個目的位置， Exata將為該節(jié)點產(chǎn)生一個"原地踏步"事件并加入到它的移動事件列表中；如果新位置不 是最后一個目的位置，則Exata按照節(jié)點移動事件列表中的停止時刻和目標位置繼續(xù)控制 節(jié)點移動。所述"原地踏步"事件是指節(jié)點下一次移動的停止時刻為當前仿真時間+M秒，而 移動的目標位置仍然是當前位置。 本專利技術與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為:本專利技術利用UDP通信來接收移動指令，并 使用事件插入與原地踏步策略來解決Exata仿真軟件位置管理模塊代碼未開放所帶來的技 術挑戰(zhàn)，最終實現(xiàn)了可以實時接收移動指令并控制Exata節(jié)點移動軌跡，目前Exata自帶的 幾種移動軌跡控制方法均無法實現(xiàn)此功能。【附圖說明】 圖1是Exata仿真軟件用于大系統(tǒng)仿真實驗時所處的位置。圖2是本專利技術UDP通信節(jié)點移動位置信息數(shù)據(jù)格式。圖3是本專利技術節(jié)點對新位置的處理流程。圖4是本專利技術的仿真場景。圖5是5分鐘時節(jié)點位置。圖6是10分鐘時節(jié)點位置。圖7是20分鐘時節(jié)點位置。【具體實施方式】實現(xiàn)本專利技術的目的需要解決如下技術問題： (1 )Exata仿真軟件本身并未提供與其他軟件的接口來接收移動指令； (2) Exata仿真軟件的位置管理模塊并未開源，無法直接對節(jié)點的移動軌跡進行控制； (3) 由于Exata仿真軟件中的位置管理模塊未開源，導致節(jié)點靜止下來之后，無法使其 再次移動。 本專利技術提出的方法利用UDPQJser Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)通信，事 件添加以及原地踏步等策略，使得Exata仿真軟件可以在仿真運行過程中實時接收外部主 控模塊發(fā)來的移動指令，并根據(jù)移動指令控制節(jié)點的移動。首先，必須要解決節(jié)點移動信息的實時接收問題，本專利技術定義了節(jié)點位置消息的 格式并在Exata源代碼中添加了 UDP服務器的程序來實現(xiàn)此功能，這么做的好處是可以當前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種實時控制Exata節(jié)點移動軌跡的方法，其特征在于步驟如下：（1）在Exata網(wǎng)絡仿真軟件內(nèi)實現(xiàn)UDP通信服務器程序，接收外部主控模塊發(fā)來的節(jié)點移動信息；（2）在網(wǎng)絡仿真運行的過程中，Exata網(wǎng)絡仿真軟件根據(jù)接收到的節(jié)點移動信息，將節(jié)點移動位置通過添加事件的方式加入相應節(jié)點的移動事件列表來控制節(jié)點移動；（3）當節(jié)點移動到新位置后，如果再沒有更新的移動位置，則令節(jié)點原地踏步而非停止移動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：董超，李智敏，劉鵬飛，王海，于衛(wèi)波，
申請(專利權)人：中國人民解放軍理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32