一種無線自組網可用性評估方法技術

本發明專利技術提供一種無線自組網可用性評估方法，能夠對移動的無線自組網進行可用度評估。該法主要包括3個步驟：在無線自組網仿真環境中加入網絡節點數據業務抽樣可用性判斷方法；進行無線自組網通信仿真并采集網絡節點可用性數據；利用無線自組網可用度評估模型對無線自組網可用度進行計算。本發明專利技術充分利用了無線自組網數據業務的多級性與節點位置信息的周期性，并引入虛擬節點，給出了無線自組網節點可用性判斷方法和可用度評估模型，為無線自組網可用度評估提供了有效手段。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及網絡可靠性評估領域，具體地說是一種無線自組網可用性評估方法。
技術介紹
對于基于分組交換的數據網的可用性評估，國際電信聯盟制定了一個包含四個標準的系列標準：ITU-T X.134、ITU-T X.135、ITU-T X.136和ITU-T X.137，這個系列標準主要針對公用數據網選擇某特定位置設置性能檢測點，通過對網絡分組交換性能參數進行判斷來決定相關網絡在規定的時間內是否可用，并進行網絡服務可用性評估。無線自組網，如戰術互聯網、Ad-Hoc網絡等一般以互聯網技術為支撐，具有無線多跳特性、網絡拓撲動態變化、無線信道帶寬受限、多層網絡結構等特點，對于這樣的網絡可用性評估，現有方法是確定網絡拓撲結構的連通向量并利用圖論的方法完成網絡可用性評估，如GJB4060-2000“野戰綜合通信系統地域通信網試驗方法”，這種方法沒有考慮網絡的多級數據業務性能和自組網特點。對于典型無線自組網，網絡是分層的，層與層之間由網關節點相連，本專利技術以網絡仿真技術為基礎，對無線自組網中各節點的數據業務在指定時間內進行業務性能判斷，并記錄下該指定時間內各節點數據業務是否可用，從而給出無線自組網的可用度。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種無線自組網可用性評估方法，針對戰術互聯網、Ad-Hoc網等無固定基礎設施的無線自組網，利用網絡仿真技術，完成對基于數據通信業務的無線自組網可用性評估，主要包括3個步驟：步驟一：在無線自組網仿真環境中，加入網絡節點數據業務抽樣可用性判斷方法：對于具有優先級的多級數據業務的無線自組網通信業務，每個無線節點都以一定的頻率發送周期性的定位信息；節點可用性判斷的抽樣長度為節點定位信息的發送周期，抽樣間隔一般為抽樣長度的0-10倍，其中0倍為連續抽樣；在可用性判斷時，取抽樣長度為節點定位信息的發送周期可確保節點在一個抽樣長度內收到一個位置信息；在抽樣長度內進行無線自組網節點融合可用性判斷：首先以1級數據業務，設定為優先級最高，作為可用性判斷標準，當有本節點發出的1級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級數據時，有本節點發出的2級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級和2級數據業務時，判斷位置信息，相當3級數據業務，收到位置信息，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束。步驟二：進行無線自組網仿真，采集無線自組網各節點可用性數據：在無線自組網仿真的基礎上，對無線自組網的每一節點在抽樣長度內進行數據業務可用性判斷，并記錄可用狀態；根據典型無線自組網結構特點，由多層網組成的無線自組網，在層與層之間至少有一個網關節點，用于溝通上、下層的信息，網關節點至少工作于兩個網絡層中；對于無線自組網結構中的網關節點，為了有效進行可用性判斷，將網關節點分為兩個虛擬節點，即對上節點和對下節點，并將虛擬節點與普通節點一同進行可用性判斷。步驟三：利用無線自組網節點融合可用度評估模型對無線自組網可用度進行計算：無線自組網節點融合可用度評估模型：無線自組網全部可用抽樣次數各節點可用度評估模型：其中：m為總的抽樣次數；na為第一層網絡節點個數；nb為中間層網關節點個數；nd為最底層網絡節點個數；ad(ij)為第i次第j個抽樣第一層網絡節點數據業務可用性判斷標志，可用則為1，否則為0；bu(ij)為第i次第j個抽樣中間層網關節點(對上)節點數據業務可用性判斷標志，可用為1，否則為0；bd(ij)為第i次第j個抽樣中間層網關節點(對下)節點數據業務可用性判斷標志，可用為1，否則為0；du(ij)為第i次第j個抽樣最底層網絡節點數據業務可用性判斷標志，可用為1，否則為0。本專利技術的特點是：本專利技術所述的一種無線自組網可用性評估方法，按照此方法得出的無線自組網可用度是無線自組網的設計方案優選或改擴建可行性評價的重要指標之一，也是已建無線自組網評估的指標之一。本專利技術在仿真環境的支持下，以較低的成本和較短的時間對沒有固定基礎設施的無線自組網進行較準確的可用性評估，為無線自組網方案設計和已建無線自組網的可用度的評估提供了實用的方法；最重要的是為無線自組網的方案設計提供了非常重要的全網可用度指標。附圖說明圖1：本專利技術的流程圖圖2：網絡節點數據業務可用性判斷流程圖具體實施方式無線自組網仿真環境簡稱為仿真場景，為了對無線自組網技術進行仿真試驗和性能評價，在仿真軟件中創建了相關模型和一定特性參數，如自組網層級及各級節點數、通信設備節點模型、移動模型、無線電傳輸模型、數據業務模型、場景尺寸、仿真時間、仿真次數、抽樣起始時間、抽樣長度等仿真試驗環境。如圖1所示，本專利技術所述一種無線自組網可用性評估方法，主要包括以下步驟：步驟一：在無線自組網仿真環境中，加入網絡節點數據業務抽樣可用性判斷方法。如圖2所示，對于無線自組網通信業務，一般是具有優先級的多級數據業務；每個無線節點都以一定的頻率發送周期性的定位信息；節點可用性判斷的抽樣長度為節點定位信息的發送周期，抽樣間隔一般為抽樣長度的0-10倍(0倍為連續抽樣)。可用性判斷時，取抽樣長度為節點定位信息的發送周期可確保節點在一個抽樣長度內收到一個位置信息。在抽樣長度內進行無線自組網節點融合可用性判斷：首先以1級數據業務(設優先級最高)為可用性判斷標準，當有本節點發出的1級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執(參考MIL-STD-2045-47001D)，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級數據時，有本節點發出的2級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級和2級數據業務時，判斷位置信息(相當3級數據業務)，收到位置信息，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束。步驟二：進行無線自組網仿真，采集無線自組網各節點可用性數據。根據圖2所示的網絡節點數據業務可用性判斷流程圖，在無線自組網仿真的基礎上，對無線自組網的每一節點在抽樣長度內進行數據業務可用性判斷，并記錄可用狀態。根據典型無線自組網結構特點，無線自組網一般是由多層網組成的，在層與層之間至少有一個關鍵節點(以下稱網關節點)溝通上下層的信息，網關節點至少工作于兩個網絡層中。對于典型無線自組網結構中的網關節點，為了有效進行可用性判斷，將此類節點分為兩個虛擬節點(如果只有對上與對下)——對上節點和對下節點，并將虛擬節點與普通節點一同進行可用性判斷。步驟三：利用無線自組網節點融合可用度評估模型對無線自組網可用度進行計算。典型無線自組網，如戰術互聯網，是由旅、營、連、排及戰車節點組成，分3個層網：旅營網、營連網和連以下網，其中的營節點和連節點是網關節點，網關節要根據無線自組網的層級特點進行節點虛擬化，營節點虛擬化為營對上節點和營對下節點，連節點虛擬化為連對上節點和連對下節點。結合圖2網絡節點數據業務可用性判斷流程圖，利用下述的評估模型進行無線自組網可用度的評估。無線自組網節點融合可用度評估模型：無線自組網全部可用抽樣次數各節點可用度評估模型：其中：m為總的抽樣次數；na為旅節點個數；nb為營節點個數；nc為連節點個數；nd為排與戰車節點個數；ad(ij)為第i次抽樣第j個旅本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無線自組網可用性評估方法，其特征在于：包括如下幾個步驟：S1：在無線自組網仿真環境中，加入網絡節點數據業務抽樣可用性判斷方法：對于具有優先級的多級數據業務的無線自組網通信業務，每個無線節點都以一定的頻率發送周期性的定位信息；節點可用性判斷的抽樣長度為節點定位信息的發送周期，抽樣間隔一般為抽樣長度的0?10倍，其中0倍為連續抽樣；在可用性判斷時，取抽樣長度為節點定位信息的發送周期可確保節點在一個抽樣長度內收到一個位置信息；在抽樣長度內進行無線自組網節點融合可用性判斷：首先以1級數據業務，設定為優先級最高，作為可用性判斷標準，當有本節點發出的1級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級數據時，有本節點發出的2級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級和2級數據業務時，判斷位置信息，相當3級數據業務，收到位置信息，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；S2：進行無線自組網仿真，采集無線自組網各節點可用性數據：在無線自組網仿真的基礎上，對無線自組網的每一節點在抽樣長度內進行數據業務可用性判斷，并記錄可用狀態；根據典型無線自組網結構特點，由多層網組成的無線自組網，在層與層之間至少有一個網關節點，用于溝通上、下層的信息，網關節點至少工作于兩個網絡層中；對于無線自組網結構中的網關節點，為了有效進行可用性判斷，將網關節點分為兩個虛擬節點，即對上節點和對下節點，并將虛擬節點與普通節點一同進行可用性判斷；S3：利用無線自組網節點融合可用度評估模型對無線自組網可用度進行計算：無線自組網節點融合可用度評估模型：無線自組網全部可用抽樣次數各節點可用度評估模型：其中：m為總的抽樣次數；na為第一層網絡節點個數；nb為中間層網關節點個數；nd為最底層網絡節點個數；ad(ij)為第i次第j個抽樣第一層網絡節點數據業務可用性判斷標志，可用則為1，否則為0；bu(ij)為第i次第j個抽樣中間層網關節點(對上)節點數據業務可用性判斷標志，可用為1，否則為0；bd(ij)為第i次第j個抽樣中間層網關節點(對下)節點數據業務可用性判斷標志，可用為1，否則為0；du(ij)為第i次第j個抽樣最底層網絡節點數據業務可用性判斷標志，可用為1，否則為0。...

【技術特征摘要】
1.一種無線自組網可用性評估方法，其特征在于：包括如下幾個步驟：S1：在無線自組網仿真環境中，加入網絡節點數據業務抽樣可用性判斷方法：對于具有優先級的多級數據業務的無線自組網通信業務，每個無線節點都以一定的頻率發送周期性的定位信息；節點可用性判斷的抽樣長度為節點定位信息的發送周期，抽樣間隔一般為抽樣長度的0-10倍，其中0倍為連續抽樣；在可用性判斷時，取抽樣長度為節點定位信息的發送周期可確保節點在一個抽樣長度內收到一個位置信息；在抽樣長度內進行無線自組網節點融合可用性判斷：首先以1級數據業務，設定為優先級最高，作為可用性判斷標準，當有本節點發出的1級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級數據時，有本節點發出的2級數據業務并且在規定的時間內收到機器回執，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；當沒有1級和2級數據業務時，判斷位置信息，相當3級數據業務，收到位置信息，就斷言這個抽樣長度可用，否則不可用，判斷結束；S2：進行無線自組網仿真，采集無線自組網各節點可用性數據：在無線自組網仿真的基礎上，對無線自組網的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱正福，姬廣振，康蓉莉，楊春華，錢云鵬，劉英，
申請(專利權)人：中國兵器科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11