FANET网络通信仿真方法及装置

本技术涉及通信领域，尤其涉及一种fanet网络通信仿真方法及装置。

背景技术：

1、移动自组织网络(mobile ad hoc networks，简称manet)是一种在没有固定基础设施的条件下，由系统中的通信节点通过分布式协议互连的网络系统，具有无中心、节点对等、多跳(multihop)等特点，能自动快速部署独立的通信网络或有效延伸已有通信网络的覆盖范围，在民用和军事方面均有广泛的应用前景。飞行自组网(flying ad hoc network，fanet)，也称蜂群无人机自组网，是无人机蜂群协同调整的基础和前提，其性能将直接决定无人机能否实现协同调整。fanet可看成是manet的特殊情况。无人机作为网络的节点不完全取决于地面控制站等通信设施的控制，各个节点之间就可以完成相互控制指令转发、态势感知交换和情报搜索等，从而建立起一个ad-hoc网络。虚拟实验台可以低成本、高效地改进fanet存在的问题。有研究组织设立的“核心蜂群冲刺”实验，聚焦移动自组织网络下的无人机蜂群，结合虚拟试验台和实物试验台，以改进蜂群架构和战术。因此，为了快速高效地对fanet关键技术和架构开展试验，支撑大规模、端到端的实验验证，需要对其进行仿真研究。

2、现有的仿真技术中多个终端节点与控制站的首次通信需要基于arp协议寻址，通信时延较高，通信效果差，另一方面，若控制站与每个终端节点均建立通信链路，则占用过多通信链路资源，通信压力大。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术实施例提供了一种fanet网络通信仿真方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

2、本技术的第一个方面提供了一种fanet网络通信仿真方法，该方法包括：

3、从预设的各个移动终端节点中选取当前的目标移动终端节点；

4、针对当前的所述目标移动终端节点，在预先基于fanet模型构建的仿真容器网络环境下执行预设的仿真链路建立步骤；

5、其中，所述仿真链路建立步骤包括：

6、若在当前的目标移动终端节点的链路构建开始时间点检测到存在可用的虚拟设备接口，则基于所述目标移动终端节点的链路构建结束时间点获取下一移动终端节点对应的最小链路结束时间点；

7、自当前可用的虚拟设备接口中择一作为目标虚拟设备接口，并基于该目标虚拟设备接口构建所述目标移动终端节点与预设的目标控制站节点之间的虚拟通信链路。

8、在本技术的一些实施例中，所述仿真链路建立步骤还包括：

9、若在当前的目标移动终端节点的链路构建开始时间点未检测到存在可用的虚拟设备接口，则判断所述目标移动终端节点的链路结束时间点是否晚于当前的最小链路结束时间点；

10、若是，则基于当前的最小链路结束时间点更新所述目标移动终端节点的链路建立开始时间点，以在更新后的链路建立开始时间点到达时再次针对该目标移动终端节点执行所述仿真链路建立步骤。

11、在本技术的一些实施例中，所述仿真链路建立步骤还包括：

12、若经判断获知所述当前的目标移动终端节点的链路结束时间点早于或等于当前的最小链路结束时间点，则将所述下一移动终端节点作为新的目标移动终端节点以执行所述仿真链路建立步骤。

13、在本技术的一些实施例中，所述基于所述目标移动终端节点的链路构建结束时间点获取下一移动终端节点对应的最小链路结束时间点，包括：

14、判断所述目标移动终端节点的链路结束时间点是否晚于当前的最小链路结束时间点；

15、若是，将当前的最小链路结束时间点确定为下一移动终端节点对应的最小链路结束时间点；

16、若否，将所述目标移动终端节点的链路结束时间点确定为下一移动终端节点对应的最小链路结束时间点。

17、在本技术的一些实施例中，在所述从预设的各个移动终端节点中选取当前的目标移动终端节点之前，还包括：

18、基于所述fanet模型建立目标控制站节点及多个移动终端节点；

19、在所述仿真容器网络中针对目标控制站节点的最大通信节点连接数设置对应数量的虚拟设备接口以得到预设的虚拟设备接口队列；

20、基于目标控制站节点、各个所述移动终端节点和各个所述虚拟设备接口建立所述仿真容器网络。

21、在本技术的一些实施例中，在所述基于目标控制站节点、各个所述移动终端节点和各个所述虚拟设备接口建立所述仿真容器网络之后，且在所述从预设的各个移动终端节点中选取当前的目标移动终端节点之前，还包括：

22、将各个虚拟设备接口对应的控制站mac地址和终端mac地址存入本地数据库；

23、基于各个终端节点的运动规律得到各个终端节点各自对应的链路建立时间和链路结束时间。

24、在本技术的一些实施例中，所述基于该目标虚拟设备接口构建所述目标移动终端节点与预设的目标控制站节点之间的虚拟通信链路，包括：

25、基于所述目标移动终端节点和目标虚拟设备接口从所述本地数据库中获取该目标虚拟设备接口对应的控制站mac地址和终端mac地址；

26、将所述控制站mac地址存入所述目标控制站节点的本地arp缓存；将所述终端mac地址存入所述目标移动终端节点的本地arp缓存；

27、从所述目标移动终端节点的本地arp缓存和目标控制站节点的arp缓存中获取所述控制站mac地址和终端mac地址；

28、基于所述控制站mac地址和终端mac地址建立所述目标移动终端节点与目标控制站节点之间的虚拟通信链路。

29、在本技术的一些实施例中，还包括：

30、在所述虚拟通信链路通信结束后，清除所述目标移动终端节点的本地arp缓存中的终端mac地址和目标控制站节点的arp缓存中的所述控制站mac地址；

31、断开所述目标移动终端节点和目标控制站节点之间的虚拟通信链路；

32、将所述目标虚拟设备接口存入所述虚拟设备接口队列。

33、在本技术的一些实施例中，还包括：

34、将各个移动终端节点与所述目标控制站节点各自对应的ip地址存入本地数据库中；

35、若各个移动终端节点中存在在第一移动终端节点和第二移动终端节点均与所述目标控制站节点建立通信链路后，从所述本地数据库获取所述第一移动终端节点的ip地址和第二移动终端节点的ip地址；

36、基于所述目标控制站节点、所述第一移动终端节点的ip地址和第二移动终端节点的ip地址建立所述第一移动终端节点和第二移动终端节点之间的通信链路，以使所述第一移动终端节点和第二移动终端节点进行通信。

37、本技术的第二个方面提供了一种基于fanet模型的网络通信仿真装置，该装置包括：

38、终端选取模块，用于从预设的各个移动终端节点中选取当前的目标移动终端节点。

39、通信建立模块，用于针对当前的所述目标移动终端节点，在预先基于fanet模型构建的仿真容器网络环境下执行预设的仿真链路建立步骤；其中，所述仿真链路建立步骤包括：若在当前的目标移动终端节点的链路构建开始时间点检测到存在可用的虚拟设备接口，则基于所述目标移动终端节点的链路构建结束时间点获取下一移动终端节点对应的最小链路结束时间点；自当前可用的虚拟设备接口中择一作为目标虚拟设备接口，并基于该目标虚拟设备接口构建所述目标移动终端节点与预设的目标控制站节点之间的虚拟通信链路。

40、本技术的第三个方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的第一方面所述的fanet网络通信仿真方法。

41、本技术的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述的第一方面所述的fanet网络通信仿真方法。

42、本技术所述fanet网络通信仿真方法及装置，所述方法包括：从预设的各个移动终端节点中选取当前的目标移动终端节点；针对当前的目标移动终端节点，在预先基于fanet模型构建的仿真容器网络环境下执行预设的仿真链路建立步骤；其中，仿真链路建立步骤包括：若在当前的目标移动终端节点的链路构建开始时间点检测到存在可用的虚拟设备接口，则基于目标移动终端节点的链路构建结束时间点获取下一移动终端节点对应的最小链路结束时间点；自当前可用的虚拟设备接口中择一作为目标虚拟设备接口，并基于该目标虚拟设备接口构建目标移动终端节点与预设的目标控制站节点之间的虚拟通信链路。本技术能够有效降低终端节点与控制站的通信时延，进而提升仿真精度，以及能够有效节约虚拟通信链路资源。

43、本技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本技术的实践而获知。本技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

44、本领域技术人员将会理解的是，能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。