[發明專利]面向深空通信的分布式仿真系統

有效

• 申請號: 201210295885.3
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102821159A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 張欽宇;楊志華;焦健;羅輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

技術領域

本發明涉及一種面向深空通信的分布式仿真系統。

背景技術

深空通信不同于地面通信，其具有傳播延時長、鏈路衰減大、上下行鏈路非對稱信息傳輸、鏈路頻繁中斷等特點。

這些特點決定了地面傳輸方案不適合應用到深空通信環境中，因此必須設計出相應的傳輸方案以實現高效、可靠地深空通信的文件傳輸任務。但是由于深空通信設備造價昂貴，不適于進行頻繁搭載實驗，因此，建立能夠準確模擬深空通信環境中文件傳輸的方案仿真實驗系統具有重大意義。

現有技術中使用較多的為以下三種仿真系統：

1、OPNET：此仿真軟件系統幫助客戶進行網絡結構、設備和應用的設計、建設、分析和管理。提供三層建模機制，底層為Process模型，以狀態機來描述協議；其次為Node模型，由相應的協議模型構成，反映設備特性；最上層為網絡模型。三層模型和實際的網絡、設備、協議層次完全對應，全面反映了網絡的相關特性；提供了一個比較齊全的基本模型庫。

2、NETWORK?SIMULATOR：NS是一個由UC?Berkeley開發的用于仿真各種IP網絡的為主的優秀的仿真軟件。NS是基于網絡仿真而設計的，集成了多種網絡協議，路由排隊管理機制，業務類型，路由算法。此外，NS還集成了組播業務和應用于局域網仿真有關的部分、MAC層協議。其仿真主要針對路由層，傳輸層，數據鏈路層展開；NS的特點是源代碼公開；可擴展性強；速度和效率優勢明顯。

3、MATLAB：該軟件是由美國Math?works公司推出的用于數值計算和圖形處理的科學計算系統環境.MATLAB提供了一個人機交互的數學系統環境，該系統的基本數據結構是矩陣。

以上三種仿真系統在仿真深空探測的數據通信方案時均存在著無法克服的缺點：

1、OPNET仿真軟件對于深空通信實體及通信特征搭建基本不能實現，因此仿真不能體現出各個星體特點對整個通信過程的影響；另外仿真網絡規模和流量很大時，仿真的效率會降低；而且，整個仿真過程無實際數據流的通過，對于仿真擴展到鏈路層、物理層特性時，無能為力。

2、NS仿真軟件具有開源的優勢，能夠搭建適合的仿真環境，但是要搭建充分體現深空通信的環境卻非常困難；其次，已可重用性差；再次，無實際數據流通過，無法對物理層進行仿真。

3、MATLAB的主要缺點是不能實現端口操作和實時控制，而深空通信中環境是時刻間可能產生巨變的環境；當仿真網絡數據量較大時，效率非常低。

綜上所述，現有的仿真軟件不能滿足深空協議仿真的要求，無法實現深空協議仿真。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種面向深空通信的分布式仿真系統。

相較于現有技術，本發明的面向深空通信的分布式仿真系統具有可重用性和互操作性的特點。可重用性能夠保證在相對最短的時間內，以最小的成本開發出符合要求的仿真系統。互操作性，能夠保證面向深空通信的分布式仿真系統各個功能成員間進行實時的協調溝通。同時，此面向深空通信的分布式仿真系統具有高度的可擴展性。本發明的面向深空通信的分布式仿真系統同時實現了通用性仿真系統的基本框架，能夠普適于其它仿真系統的開發過程。跨協議、跨平臺通信。本發明的面向深空通信的分布式仿真系統能夠實現多協議間，不同仿真系統平臺間的數據通信，解決了不同協議間的數據無法識別、各仿真系統接口不規范的問題。

附圖說明

圖1是本發明的面向深空通信的分布式仿真系統的構成框圖。

圖2是延遲型CFDP協議傳輸模型示意圖。

圖3是本發明的面向深空通信的分布式仿真系統的工作流程圖

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式對本發明進一步說明。

請參閱圖1至圖3，本發明提供了一種面向深空通信的分布式仿真系統10，包括功能仿真組件11、仿真環境產生及更新組件13、仿真性能分析與記錄組件15。面向深空通信的分布式仿真系統10的各個聯邦成員以RTI(Run-time?Infrastructure)為中心，各個聯邦成員通過RTI(Run-time?Infrastructure)進行交互。