一种面向通信的空基用户仿真模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体来说，涉及无线通信场景模拟技术，更具体地说，涉及一种面向通信的空基用户仿真模拟系统及方法。

背景技术

下一代移动通信系统拟对全球广域空间进行无缝覆盖，提出“泛在连接”的概念，极大拓展了通信接入的地理空间，包括空、天、地、海等多种接入方式被融合，广泛区域下的空基、地基、海基用户被接入，旨在建立全球、全域立体覆盖的面向全场景的“泛在连接”网络。也就是说，“智慧连接、深度连接、全息连接、泛在连接”是下一代6G无线通信系统的总体愿景，卫星互联网以其全球广域无缝覆盖的优势，将作为地面5G移动通信网络的延伸，完成对偏远地区、空域、海域、沙漠、灾区等的全覆盖，在6G网络中扮演不可或缺的角色。目前，卫星互联网的应用需求、组网架构、协议体制、关键技术研究处于探索和仿真论证阶段，上述论证需求与用户的需求和行为密不可分，也就是说，针对不同类型的用户进行仿真论证时，需要紧密结合该类用户的需求和行为。

在空基用户、地基用户、海基用户三类用户中，空基用户作为运动行为状态最复杂，运动位置最多变的一类，是三类用户模拟中最具挑战性的一类。关于空基用户的仿真模拟，国内外学者多采用在空基用户轨迹建模上利用空气动力学建模的方式，或利用原始轨迹数据进行预测和估计等方式，或在业务的时序建模上利用泊松过程进行近似估计的方式，或利用历史业务时序数据进行预测建模的方式。需要说明的是，对空基用户的仿真模拟分为对空基用户运动轨迹以及姿态的模拟、空基用户时序业务上的模拟。在现有技术中，空基用户运动轨迹和姿态在单个用户级别上的建模已经考虑的比较成熟，包括风阻、温度等对运动估计的影响，但是对于业务在用户粒度级别上的模拟，包括业务与用户的运动行为相结合方面的模拟，还尚未有成熟的方案。网络通信场景下，单个用户级别上的运动行为模拟、业务模拟、流量生成，对整个通信系统论证协议体制、网络架构、资源管理、应用需求等都是不可或缺的基础保证，因此，急需研究新的技术方案，保障空基用户在通信系统中的贴近真实的模拟。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种面向通信的空基用户仿真模拟系统及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种面向通信的空基用户仿真模拟系统，用于基于仿真需求模拟空基用户的运动和业务行为以获得仿真模拟数据，所述系统包括：空基用户节点生成模块，用于获取仿真需求并根据仿真需求生成对应类型的用于仿真的多个空基用户并配置空基用户参数；其中，所述仿真需求包括空基用户类型需求、业务需求、仿真周期；空基用户运动位置生成模块，其包括静态分布模型和动态移动模型，其中，所述静态分布模型用于生成不同空基用户的初始位置坐标，所述动态移动模型用于模拟不同空基用户节点在仿真周期内的运动行为状态变化和运动行为状态持续时间并输出其运动过程中的位置坐标；空基用户业务状态生成模块，用于基于业务需求模拟不同空基用户在仿真周期内的业务状态变化和业务持续时间；空基用户业务流量生成模块，用于基于所述空基用户业务行为生成模块模拟的空基用户的状态变化输出不同空基用户的业务数据流；仿真数据输出模块，用于融合所述空基用户运动位置生成模块生成的空基用户位置坐标、所述空基用户流量生成模块生成的业务数据流以生成不同空基用户仿真周期内的仿真模拟数据。

优选的，所述空基用户为民用无人机、民航客机、军用直升机、军用飞机中的一种或多种。

优选的,所述空基用户参数包括转弯速度、飞行速度、重量、最大俯仰角、最大倾斜角、飞行高度。

优选的，所述静态分布模型为二维随机分布模型、二维高斯分布模型、二维等差分布模型、高度随机均匀分布模型、或高度按地形高度分布模型。

优选的，所述动态移动模型模拟不同空基用户在仿真周期内的运动行为状态变化时模拟空基用户的起飞阶段、中间运动阶段以及下降阶段的状态变化，其中，空基用户的中间运动阶段包括多种运动行为状态且所述动态移动模型通过构建运动行为状态机以模拟空基用户中间运动阶段的运动行为状态变化。

优选的，所述动态移动模型模拟空基用户的运动行为状态时，空基用户的起飞阶段被配置为仿真开始后的固定时长时间、下降阶段被配置为仿真结束前的固定时长时间。

优选的，所述运动行为状态机被配置为第一随机生成器并基于运动行为状态概率转移矩阵在空基用户不同的运动行为状态之间进行随机切换。

优选的，空基用户的运动行为状态包括：直线飞行状态、垂直方向转弯状态、水平方向转弯状态、倾斜机身状态、原地转弯状态、倾斜机身水平移动状态中的多种或全部。

优选的，所述空基用户业务行为生成模块模拟不同空基用户仿真周期内的业务状态变化时模拟空基用户起飞阶段、中间运动阶段以及下降阶段的业务状态变化，其中，所述中间运动阶段的业务状态包括多种业务状态，且所述空基用户业务状态生成模块通过构建业务状态机以模拟空基用户中间运动阶段的业务状态变化和业务持续时间。

优选的，所述业务状态机被配置为第二随机生成器并基于业务状态概率转移矩阵在空基用户不同的业务之间进行随机切换。

根据本发明的第二方面，提供一种基于本发明第一方面所述系统的空基用户仿真模拟方法，所述方法包括：S1、获取仿真需求，所述仿真需求包括空基用户类型、业务需求、仿真周期；S2、基于仿真需求生成对应类型的用于仿真的多个空基用户并配置空基用户参数；S3、生成空基用户的初始位置坐标，并模拟不同空基用户在仿真周期内的运动行为状态变化、输出不同空基用户运动过程中的位置坐标；以及，基于业务需求模拟不同空基用户在仿真周期内的业务状态变化、输出空基用户的业务数据流；S4、融合所述空基用户位置坐标和业务数据流以生成不同空基用户的仿真模拟数据。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明针对6G通信系统中缺少拟真空基用户的问题，提出了一种根据用户运动行为和通信业务行为构建空基用户的方法，对用户运动和业务行为创建两种状态机，并在不同的运动阶段创建从运动行为到业务行为间的映射。此外，提出一种空基用户流量生成平台的设计，完成对空基用户的高保真模拟，解决通信系统中缺少高保真空基模拟用户的问题，实现空基用户在6G通信系统下的广泛连接，提升通信系统中用户拟真度。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本发明实施例的一种面向通信的空基用户仿真模拟系统架构示意图；

图2为根据本发明实施例的民用无人机/直升机运动行为转移原理示意图；

图3根据本发明实施例的民用客机运动行为转移原理示意图；

图4根据本发明实施例的军用飞机运动行为转移原理示意图；

图5为根据本发明实施例的空基用户坐标轴示意图；

图6为根据本发明实施例的民用无人机/直升机业务行为转移原理示意图；

图7根据本发明实施例的民用客机业务行为转移原理示意图；

图8根据本发明实施例的军用飞机业务行为转移原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了更好的理解本发明，首先介绍一下本发明的技术思想。如背景技术中所述的，现有技术下没有针对空基用户的包括业务与行为相结合的仿真模拟方案，无法获取空基用户在通信系统中贴近真实的模拟数据。为了解决该问题，本发明提出一种能够保障空基用户运动行为状态和业务结合的仿真模拟方案。概括来说，本发明面向无人机、民航客机、战斗机等多种空基用户节点，从空基用户的运动轨迹和姿态入手，完善不同空基用户的运动行为和业务特点，然后基于空基用户的运动行为和业务特点，针对运动行为和业务模拟两个方面，分别构建运动状态机和业务状态机，并提出运动行为状态与业务状态面向通信的映射，实现运动和业务结合的仿真模拟，以获得空基用户贴近真实的仿真模拟数据。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，本发明提供一种面向通信的空基用户仿真模拟系统，所述系统包括：空基用户节点生成模块，用于获取仿真需求并根据仿真需求生成对应类型的用于仿真的多个空基用户并配置空基用户参数，其中，所述仿真需求包括空基用户类型需求、业务需求、仿真周期；空基用户运动位置生成模块，其包括静态分布模型和动态移动模型，其中，所述静态分布模型用于生成不同空基用户的初始位置坐标，所述动态移动模型用于模拟不同空基用户节点在仿真周期内的运动行为状态变化和运动行为状态持续时间并输出其运动过程中的位置坐标；空基用户业务状态生成模块，用于基于业务需求模拟不同空基用户在仿真周期内的业务状态变化和业务持续时间；空基用户业务流量生成模块，用于基于所述空基用户业务行为生成模块模拟的空基用户的状态变化输出不同空基用户的业务数据流；仿真数据输出模块，用于融合所述空基用户运动位置生成模块生成的空基用户位置坐标、所述空基用户流量生成模块生成的业务数据流以生成不同空基用户仿真周期内的仿真模拟数据。

为了更好的理解本发明的仿真模拟系统的功能，下面详细介绍每个模块。

1、空基用户节点生成模块

空基用户节点生成模块主要是为仿真生成仿真需求中指示的空基用户类型。其中，所述空基用户类型指的是根据空基用户的种类对空基用户进行分类获得的分类，根据机型和用户可将空基用户分为民用无人机、民航客机、军用飞机和直升飞机四大类空基用户，每类空基用户的参数如表1所示。

表1

从表1可以看出，空基用户的参数包括：转弯速度、飞行速度、重量、最大俯仰角率、最大倾斜角率、飞行高度等，针对不同类型的空基用户，参数设置不一样，具体参照表1所示即可，此处不做过多赘述。

基于空基用户的分类以及参数，所述空基用户节点生成模块根据仿真需求，生成仿真模拟所需的空基用户，生成的空基用户节点可以是民用无人机、民航客机、军用飞机和直升飞机中一类或多类。

2、空基用户运动位置生成模块

所述空基用户运动位置生成模块主要用于生成空基用户的位置坐标，仍旧参照图1，其包括用于生成不同空基用户的初始位置坐标的静态分布模型以及用于模拟不同空基用户节点在仿真周期内的运动行为状态变化和运动行为状态持续时间并输出其运动过程中的位置坐标的动态移动模型。

2.1静态分布模型

其中，所所述静态分布模型根据分布特征和应用场景可以建模为二维随机均匀分布模型、二维高斯分布模型、二维等差分布模型、高度随机均匀分布模型、或高度按地形高度分布模型，不同分布模型的分布特征和应用场景如表2所示。

表2

从表2可以看出，针对不同的应用场景，可以将静态分布模型建模为不同的分布模型来获取空基用户的初始位置坐标，例如，针对荒野、沙漠、远海等偏远地区，可以建模二维随机均匀分布模型来获取空基用户的初始位置坐标，其他应用场景参照表2所示即可，此处不做详细赘述。

2.2动态移动模型

所述动态移动模型模拟不同空基用户在仿真周期内的运动行为状态变化时模拟空基用户的起飞阶段、中间运动阶段以及下降阶段的状态变化，其中，空基用户的中间运动阶段包括多种运动行为状态且所述动态移动模型通过构建运动行为状态机以模拟空基用户中间运动阶段的运动行为状态变化。

其中，所有类型的空基用户的起飞和下降的动作阶段是连续的，而中间运动阶段的动作是不断变化的，因此，本发明中通过创建运动状态机来模拟不用空基用户中间运动阶段的运动行为状态变化。对于不同类型的空基用户来说，其中间运动阶段的运动行为变化也不一样，如表3所示，其展示了不同类型的空基用户行为建模。

表3

从表3可以看出，对于起飞阶段来说，民用无人机或直升飞机的运动行为都只有“离地并垂直上升至安全高度”，而民航客机或军用飞机的运动行为则要连续经历“地面滑跑、离地、加速平飞、保持速度爬升至安全高度、保持高度加速、保持速度爬升至巡航高度”；对于中间运动阶段来说，民用无人机或直升飞机的中间运动阶段为飞行阶段，并在“保持速度直线飞行、加速直线飞行、倾斜机身横向移动、原地转弯、悬停”等多个运动行为之间不断切换，民航客机的中间运动阶段为巡航阶段，并在“保持速度直线飞行、加速直线飞行、水平方向转弯”等多个运动行为之间不断切换，军用飞机的中间阶段为执行任务阶段，并在“保持速度直线飞行、加速直线飞行、水平方向转弯、爬升/俯冲、倾斜机身”等多个运动行为之间不断切换；对于下降阶段来说，民用无人机或直升飞机的运动行为都只有“垂直下降至地面”，而民航客机或军用飞机在起飞阶段则要连续经历“保持速度下降至安全高度、保持安全高度减速、保持速度下降、减速平飞并打开起落架、落地、地面滑行至停止”。

由于起飞和下降的动作阶段是连续的，而飞行、巡航、执行任务的运动阶段是不断变化的，本发明通过创建针对不同类型空基用户的运动状态机，模拟空基用户的运动行为根据表3进行转移。其中，具体的转移条件设置方面，对于起飞和下降阶段，可以选择空基用户仿真时间开始后和结束前的固定时长时间作为起飞和下降阶段的运动时间，在时间到达一定时长后，由起飞阶段跳转到中间运动阶段，或是由中间运动阶段跳转到下降阶段。对于除起飞阶段和下降阶段的其他阶段，运动行为状态的转移可以利用随机状态的原则，运动行为状态持续时间和所选择的运动行为状态均利用随机生成器生成，运动持续时间在一定符合实际规律的范围内进行随机选择。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，所述动态移动模型模拟民用无人机或直升飞机的运动行为变化时，起飞阶段和下降阶段分别设置为仿真时间开始后和结束前的固定时长时间，巡航阶段则是除起飞阶段和下降阶段以外的其他仿真时间，起飞阶段只有“离地并垂直上升至安全高度”这一个运动行为，下降阶段只有“垂直下降至地面”这一个运动行为，而在飞行阶段则通过民用无人机或直升机运动状态机在“保持速度直线飞行、加速直线飞行、倾斜机身横向移动、原地转弯、悬停”等多个运动行为之间随机切换转移。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，所述动态移动模型模拟民航客机的运动行为变化时，起飞阶段和下降阶段仍然分别设置为仿真时间开始后和结束前的固定时长时间，执行任务阶段则是除起飞阶段和下降阶段以外的其他仿真时间，起飞阶段连续经历“地面滑跑、离地、加速平飞、保持速度爬升至安全高度、保持高度加速、保持速度爬升至巡航高度”等运动行为，下降阶段连续经历“保持速度下降至安全高度、保持安全高度减速、保持速度下降、减速平飞并打开起落架、落地、地面滑行至停止”等运动行为，而在巡航阶段则通过民航客机运动状态机在“保持速度直线飞行、加速直线飞行、水平方向转弯”等多个运动行为之间随机切换转移。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，所述动态移动模型模拟军用飞机的运动行为变化时，起飞阶段和下降阶段仍然分别设置为仿真时间开始后和结束前的固定时长时间，执行任务阶段则是除起飞阶段和下降阶段以外的其他仿真时间，起飞阶段连续经历“地面滑跑、离地、加速平飞、保持速度爬升至安全高度、保持高度加速、保持速度爬升至巡航高度”等运动行为，下降阶段连续经历“保持速度下降至安全高度、保持安全高度减速、保持速度下降、减速平飞并打开起落架、落地、地面滑行至停止”等运动行为，而在执行任务阶段则通过军用飞机运动状态机在“保持速度直线飞行、加速直线飞行、水平方向转弯、爬升/俯冲、倾斜机身”等多个运动行为之间随机切换转移。

对于上述不同类型空基用户的运动行为，本发明对其进行归纳总结，并按照图5所示方式构建坐标系后，将所有的运动行为归类为以下六种典型轨迹进行具体的仿真实现：

如图5所示，以空基用户的重心为原点，按照右手坐标系分别建立X，Y，Z坐标轴，X轴沿空基用户机身轴线指向飞行器前方，Y轴垂直于X轴指向飞行器右方，Z轴指向飞行器下方。空基用户绕X轴旋转的动作定义为翻滚，会引发倾斜角变化；绕Y轴旋转的动作定义为俯仰，会引发俯仰角变化；绕Z轴旋转的动作定义为偏航，会引发航向角变化。

2.21直线飞行状态

直线飞行状态包括直线匀速飞行、直线加速飞行、爬升、俯冲、垂直上升、垂直下降、悬停状态。在该状态中，参考图5中对飞机构建的坐标轴，飞机无沿任何坐标轴方向的改变，仅沿固定方向做匀速或匀加速运动，设初始速度为v，加速度为a，俯仰角为θ，航向角为ψ，则运动公式如下：

其中，x′、y′、z′为当前时刻飞机位置，x、y、z为上一时刻飞机的位置。在仿真过程中直接采用上述公式即可模拟空基用户的直线飞行状态，并获得实时坐标。

2.22垂直方向转弯

垂直方向转弯包括飞机从水平状态改爬升、爬升改水平、水平状态改俯冲、俯冲改水平四种状态。该状态过程中设定速度为匀速运动行为状态，同时，该状态只有俯仰角发生变化，其他角度不变，初始速度为v，俯仰角为θ′，航向角为ψ，则运动公式如下：

v(t)＝v

s(t)＝vt

x′＝x+scosψcos(θ′t)

y′＝y+ssinψcos(θ′t)

z′＝z+ssin(θ′t)

其中，x′、y′、z′为当前时刻飞机位置，x、y、z为上一时刻飞机的位置。在仿真过程中直接采用上述公式即可模拟空基用户的垂直方向转弯状态，并获得实时坐标。

2.23水平方向转弯

水平方向转弯包括飞机处于水平状态时向左或向右转弯。该状态过程中设定速度为匀速运动行为状态，同时，该状态只有航向角发生变化，其他角度不变。初始速度为v，加速度为a，俯仰角为θ，航向角为ψ′，则运动公式如下：

v(t)＝v

s(t)＝vt

x’＝x+scos(ψ′t)cos θ

y’＝y+ssin(ψ′t)cos θ

z′＝z+ssinθ

其中，x′、y′、z′为当前时刻飞机位置，x、y、z为上一时刻飞机的位置。在仿真过程中直接采用上述公式即可模拟空基用户的水平方向转弯状态，并获得实时坐标。

2.24倾斜机身状态

倾斜机身状态是指飞机需要转弯角速度很快时做出的动作，在该状态下，飞机的速度、航向角和俯仰角均保持不变，倾斜角率为恒定值并使机身沿x轴向一侧做出倾斜动作的运动行为状态，同时，民用无人机和直升飞机也能做出倾斜机身的动作。该阶段一般持续时间较短，但仍需要进行考虑。该状态下的运动公式与直线运动行为状态相同，但与之不同的是，飞机的倾斜角会发生变化。设飞机倾斜角率为

其中，x′、y′、z′为当前时刻飞机位置，x、y、z为上一时刻飞机的位置。在仿真过程中直接采用上述公式即可模拟空基用户的倾斜机身状态，并获得实时坐标。

2.25原地转弯

原地转弯状态包括民用无人机和直升机的原地转弯状态，该过程中，仅有飞机的航向角发生变化，设飞机航向角率为ψ′，则有：

ψ(t)＝ψ′t

在该过程中，飞机位置不发生变化，即用户速度为0。

2.26倾斜机身水平移动

倾斜机身水平移动是民用无人机和直升机做出的动作状态，该过程中，飞机在已倾斜的基础上沿与航向角垂直的方向做水平移动，设飞机航向角为ψ，则有：

其中，x′、y′、z′为当前时刻飞机位置，x、y、z为上一时刻飞机的位置。在仿真过程中直接采用上述公式即可模拟空基用户的倾斜机身水平移动状态，并获得实时坐标。

3、空基用户业务状态生成模块

所述空基用户业务状态生成模块用于基于业务需求模拟不同空基用户在仿真周期内的业务状态变化和业务持续时间。仍旧参照图1，所述空基用户业务状态生成模块通过业务状态机进行业务行为建模，模拟空基用户在语音通信、指令通信、静默、定位、视频通信、图像通信、状态信息等业务之间的转移。需要说明的是，对于不同类型的空基用户来说，其业务类别也不一样，如表4所示，其展示了不同类型空基用户对应的业务。

表4

对于起飞阶段来说，民用无人机业务行为只有“远程控制”，民航客机、直升飞机和军用飞机的业务行为只有“双向语音通信”；对于中间运动阶段来说，民用无人机在“视频回传、视频直播、定位、远程控制、静默”等业务行为之间不断切换，民航客机在“图像通信、静默、视频通信、语音通信、定位、发送飞机状态信息”等业务行为之间不断切换，直升飞机和军用飞机在“图像通信、静默、视频通信、语音通信、高精度定位、发送飞机状态信息”等业务行为之间不断切换；对于下降阶段来说，民用无人机业务行为只有“远程控制”，民航客机、直升飞机和军用飞机的业务行为只有“双向语音通信”。

由于中间运动阶段的业务行为不断变化，本发明通过创建针对不同类型空基用户的业务状态机，模拟空基用户的业务行为根据表4进行转移。对于空基用户的业务阶段，和运动阶段一样，在总体上分为起飞、飞行/巡航/执行任务、下降三个阶段。在映射关系上，在每个阶段的运动和业务行为相互对应，保持一对一或多对多的映射关系。即在同一阶段中，空基用户拥有两重状态机，第一个状态机决定空基用户此刻的运动行为，第二个状态机决定了空基用户此刻的业务行为，两重状态机互不干扰，但在同一时刻都保持相同的运动阶段，共同决定了空基用户的运动及业务行为。具体的转移条件设置方面，对于起飞和下降阶段，业状态机的跳转规则的设置和运动行为状态机相同，可以选择空基用户仿真时间开始后和结束前的固定时长时间作为起飞和下降阶段的业务持续时间。对于除起飞阶段和降落阶段的其他阶段，业务行为状态的转移可以利用随机状态的原则，业务行为状态持续时间和所选择的业务行为状态均利用随机生成器生成，业务行为持续时间在一定符合实际规律的范围内进行随机选择。

根据本发明的一个实施例，如图6所示，所述空基用户业务状态生成模块模拟民用无人机的业务状态变化时，起飞阶段和下降阶段分别设置为仿真时间开始后和结束前的固定时长时间，飞行阶段则是除起飞阶段和下降阶段以外的其他仿真时间，起飞阶段和下降阶段均只有“远程控制”这一个业务行为，而在飞行阶段则通过民用无人机业务状态机在“视频回传、视频直播、定位、远程控制、静默”等业务行为之间随机切换转移。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，所述空基用户业务状态生成模块模拟民航客机的业务状态变化时，起飞阶段和下降阶段分别设置为仿真时间开始后和结束前的固定时长时间，巡航阶段则是除起飞阶段和下降阶段以外的其他仿真时间，起飞阶段和下降阶段均只有“双向语音通信”这一个业务行为，而在巡航阶段则通过民航客机业务状态机在“图像通信、静默、视频通信、语音通信、定位、发送飞机状态信息”等业务行为之间随机切换转移。

根据本发明的一个实施例，如图8所示，所述空基用户业务状态生成模块模拟军用飞机/直升飞机的业务状态变化时，起飞阶段和下降阶段分别设置为仿真时间开始后和结束前的固定时长时间，执行任务阶段/飞行阶段则是除起飞阶段和下降阶段以外的其他仿真时间，起飞阶段和下降阶段均只有“双向语音通信”这一个业务行为，而在执行任务阶段/飞行阶段则通过军用飞机业务状态机/直升飞机业务状态机在“图像通信、静默、视频通信、语音通信、定位、发送飞机状态信息”等业务行为之间随机切换转移。

5、空基用户业务流量生成模块

所述空基用户业务流量生成模块用于基于所述空基用户业务行为生成模块模拟的空基用户的状态变化输出不同空基用户的业务数据流；仍旧参照图1，所述空基用户业务流量生成模块基于业务需求输出空基用户业务行为模拟空基用户业务状态变化过程中产生的业务数据流，如360p/720p/1080p/2k/4k/8k视频数据包生成、图像数据包生成、话音数据包生成、文本数据包生成、控制信令数据包生成等。

6、仿真数据输出模块

所述仿真数据输出模块用于融合所述空基用户运动位置生成模块生成的空基用户位置坐标、所述空基用户流量生成模块生成的业务数据流以生成不同空基用户仿真周期内的仿真模拟数据。

在应用本发明的系统进行实际仿真时，首先，进行用户节点分类确定，该步骤对用户节点进行分类，不同类型空基用户拥有不同运动行为状态和属性，同时也拥有不同通信业务。对用户节点的归类，便于之后针对不同类型的用户节点对运动、业务等进行讨论。然后，进行用户运动行为状态确定，空基用户运动行为状态机基于运动行为状态机，运动行为状态机包含多种用户运动行为状态，在一段时间内，用户依据概率转移矩阵在不同运动行为状态之间切换，用户在每个时刻有且仅有一个运动行为状态，该步骤确定了用户随时间变化的位置信息。第三，进行用户行为业务确定，空基用户行为业务确定基于业务状态机，业务状态机包含多种用户行为业务状态，用户依据概率转移矩阵在不同行为状态之间切换，用户在每个时刻有且仅有一个行为状态，该步骤输出用户随时间变化的通信业务需求。第四，进行用户流量生成，用户流量生成确定基于输出的业务需求，该模块根据输入的需要产生的业务量大小、源地址、目的地址、业务格式进行流量输出，输出具有格式的数据流。

综上所述，本发明针对6G通信系统中缺少拟真空基用户的问题，提出了一种根据用户运动行为和通信业务行为构建空基用户的方法，对用户运动和业务行为创建两种状态机，并在不同的运动阶段创建从运动行为到业务行为间的映射。此外，提出一种空基用户流量生成平台的设计，完成对空基用户的高保真模拟，解决通信系统中缺少高保真空基模拟用户的问题，实现空基用户在6G通信系统下的广泛连接，提升通信系统中用户拟真度。

需要说明的是，虽然上文按照特定顺序描述了各个步骤，但是并不意味着必须按照上述特定顺序来执行各个步骤，实际上，这些步骤中的一些可以并发执行，甚至改变顺序，只要能够实现所需要的功能即可。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以包括但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。