用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网方法与装置

本技术涉及短波通信，更具体地，涉及一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、短波通信是一种保障远距离通信的通信方式，特别是在卫星通信难以全波束、全时段、无盲区地覆盖的偏远区域，或者在卫星通信质量不好的区域，短波通信的优势尤为显著。但是，偏远区域的范围广，短波通信依赖的电离层传播特性差异大，通信效果受地理位置、通信距离、昼夜气候和电磁环境的影响明显，因此，保障远距离通信的效果存在极大的不确定性。为了评估短波通信对于特定区域的覆盖能力和业务保障效果，迫切需要采用仿真实验的方式，对短波通信保障远距离通信的实际效能进行仿真验证。

2、短波通信模拟业务生成是开展短波通信网效能仿真的基础要素。目前关于模拟业务生成的研究大多是通过分析发送端节点(original)与收信端节点(destination)之间逻辑关系(简称“od”对)，对通信业务进行建模。

3、但是，这种模拟业务生成方法的前提条件是默认用户生成的业务直接从该通信节点入网，更加适用于超短波、微波和无线自组网等通信网络仿真的业务生成。实际的短波通信中，用户生成通信业务后需要选择台站入网，也就是短波通信网效能仿真中模拟业务生成不仅要考虑业务生成，也要考虑业务入网。因此，现有的模拟业务生成方法无法适用于短波通信网的效能仿真。

技术实现思路

1、针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网方法、装置、设备及存储介质，能够在短波通信网效能仿真中模拟短波通信业务生成与入网规律。

2、为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网方法，该方法包括：

3、步骤101，统计多个用户生成短波通信业务的强度，构建业务生成强度模型，短波通信业务包括话音业务、态势数据、短消息数据、短报文数据；

4、步骤102，根据多个用户之间传输的数据，构建业务流向矩阵，业务流向矩阵用于在用户生成当前短波通信业务后，确定当前短波通信业务的流向；

5、步骤103，统计各类短波通信业务的数据量大小，构建业务量大小模型；

6、步骤104，根据各发信台站覆盖目标用户所在区域的信号质量和目标用户移动情况，构建基于信号质量的业务入网模型；

7、步骤105，结合短波通信昼夜换频和目标用户所在区域的变化情况，构建基于昼夜变化的发信台站更换模型。

8、进一步地，步骤102，根据多个用户之间传输的数据，构建业务流向矩阵，包括根据多个用户之间传输的数据，确定多个用户之间的逻辑关系；基于多个用户之间的逻辑关系，构建业务流向矩阵，业务流向矩阵中的行表示发送端，列表示接收端，位于第m行第n列的元素pmn表示短波通信业务流向系数，其计算公式为：

9、

10、进一步地，步骤102，根据多个用户之间传输的数据，构建业务流向矩阵，还包括对业务流向矩阵中的元素进行归一化，得到归一化后的元素bmn：

11、

12、每次发送数据的用户生成当前短波通信业务后，同时生成一个随机数r；比较随机数r和归一化后的元素bmn，确定当前短波通信业务的流向，包括若0≤r≤bm1，则此次生成的短波通信业务流向第一个接收数据的用户；若bm1<r≤bm1+bm2，则此次生成的短波通信业务流向第二个接收数据的用户；若bmn<r≤bmn+bm(n+1)，则此次生成的短波通信业务流向第(n+1)个接收数据的用户。

13、进一步地，步骤104，根据各发信台站覆盖目标用户所在区域的信号质量和目标用户移动情况，构建基于信号质量的业务入网模型，包括将向目标用户所在区域通信时天波链路衰减最小的发信台站，确定为目标发信台站，用户生成的短波通信业务通过目标发信台站入网；在目标用户的位移超出距离阈值的情况下，根据短波天波链路传输特性，重新确定目标发信台站。

14、进一步地，步骤105，结合短波通信昼夜换频和目标用户所在区域的变化情况，构建基于昼夜变化的发信台站更换模型，包括在白天通过目标发信台站向目标用户所在区域发送信息、并且在夜间目标用户的位移未超出距离阈值的情况下，在夜间基于目标发信台站进行换频操作；若换频后信道质量达到预设要求，则仍采用目标发信台站向目标用户所在区域发送信息；若换频后信道质量无法达到预设要求，则重新确定目标发信台站。

15、进一步地，步骤101，统计多个用户生成短波通信业务的强度，构建业务生成强度模型，包括通过统计不同层级、不同类别的多个用户生成态势数据的强度，采用均匀分布构建态势数据的业务生成强度模型；通过统计不同层级、不同类别的多个用户生成话音业务、短消息数据、短报文数据的强度，采用泊松流模型分别构建话音业务、短消息数据、短报文数据的业务生成强度模型。

16、进一步地，步骤103，统计各类短波通信业务的数据量大小，构建业务量大小模型，包括统计用户每次生成态势数据的数据量大小，得到态势数据的业务量大小概率密度函数服从均匀分布；统计用户生成话音业务时的通话时长数据，得到通话时长的概率密度函数服从正态分布；统计用户每次生成短消息数据的数据量大小，得到短消息数据的业务量大小概率密度函数服从指数分布；统计用户每次生成短报文数据的数据量大小，得到短报文数据的业务量大小概率密度函数服从指数分布。

17、按照本发明的第二个方面，还提供了一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网装置，其包括：

18、业务生成强度模型构建模块，其被配置为统计多个用户生成短波通信业务的强度，构建业务生成强度模型，短波通信业务包括话音业务、态势数据、短消息数据、短报文数据；

19、业务流向矩阵构建模块，其被配置为根据多个用户之间传输的数据，构建业务流向矩阵，业务流向矩阵用于在用户生成当前短波通信业务后，确定当前短波通信业务的流向；

20、业务量大小模型构建模块，其被配置为统计各类短波通信业务的数据量大小，构建业务量大小模型；

21、业务入网模型构建模块，其被配置为根据各发信台站覆盖目标用户所在区域的信号质量和目标用户移动情况，构建基于信号质量的业务入网模型；

22、发信台站更换模型构建模块，其被配置为结合短波通信昼夜换频和目标用户所在区域的变化情况，构建基于昼夜变化的发信台站更换模型。

23、按照本发明的第三个方面，还提供了一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，存储单元存储有计算机程序，当计算机程序被处理单元执行时，使得处理单元执行上述任一项方法的步骤。

24、按照本发明的第四个方面，还提供了一种存储介质，其存储有由用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网设备执行的计算机程序，当计算机程序在用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网设备上运行时，使得用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网设备执行上述任一项方法的步骤。

25、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

26、(1)本发明提供的一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网方法，首先通过统计不同层级不同类别用户生成话音业务、态势数据、短消息数据和短报文数据这四类短波通信业务的强度，构建业务生成强度模型；然后，根据用户之间的逻辑关系，构建业务流向模型，解决生成业务流向问题；其次，根据不同类别短波通信业务的数据量大小，构建业务量大小模型；根据各发信台站覆盖既定区域的信号质量，构建基于信号质量的业务入网模型；最后，结合短波通信昼夜换频和目标用户所在区域的变化情况，构建基于昼夜变化的发信台站更换模型，从而能够在短波通信网效能仿真中模拟话音业务、态势数据、短消息数据、短报文数据等短波通信业务生成与入网规律，运算较快、复杂度较低，能够满足短波通信网仿真用户业务生成和入网的实际需求。

27、(2)本发明提供的一种用于短波通信网效能仿真的业务生成与入网方法，只需要设置部分仿真参数，即可依托通用仿真平台实现模拟短波通信业务生成与入网，可实施性强，易于执行实现。