[发明专利]面向深空通信的分布式仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向深空通信的分布式仿真系统。

背景技术

深空通信不同于地面通信，其具有传播延时长、链路衰减大、上下行链路非对称信息传输、链路频繁中断等特点。

这些特点决定了地面传输方案不适合应用到深空通信环境中，因此必须设计出相应的传输方案以实现高效、可靠地深空通信的文件传输任务。但是由于深空通信设备造价昂贵，不适于进行频繁搭载实验，因此，建立能够准确模拟深空通信环境中文件传输的方案仿真实验系统具有重大意义。

现有技术中使用较多的为以下三种仿真系统：

1、OPNET：此仿真软件系统帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理。提供三层建模机制，底层为Process模型，以状态机来描述协议；其次为Node模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性；最上层为网络模型。三层模型和实际的网络、设备、协议层次完全对应，全面反映了网络的相关特性；提供了一个比较齐全的基本模型库。

2、NETWORK SIMULATOR：NS是一个由UC Berkeley开发的用于仿真各种IP网络的为主的优秀的仿真软件。NS是基于网络仿真而设计的，集成了多种网络协议，路由排队管理机制，业务类型，路由算法。此外，NS还集成了组播业务和应用于局域网仿真有关的部分、MAC层协议。其仿真主要针对路由层，传输层，数据链路层展开；NS的特点是源代码公开；可扩展性强；速度和效率优势明显。

3、MATLAB：该软件是由美国Math works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境.MATLAB提供了一个人机交互的数学系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵。

以上三种仿真系统在仿真深空探测的数据通信方案时均存在着无法克服的缺点：

1、OPNET仿真软件对于深空通信实体及通信特征搭建基本不能实现，因此仿真不能体现出各个星体特点对整个通信过程的影响；另外仿真网络规模和流量很大时，仿真的效率会降低；而且，整个仿真过程无实际数据流的通过，对于仿真扩展到链路层、物理层特性时，无能为力。

2、NS仿真软件具有开源的优势，能够搭建适合的仿真环境，但是要搭建充分体现深空通信的环境却非常困难；其次，已可重用性差；再次，无实际数据流通过，无法对物理层进行仿真。

3、MATLAB的主要缺点是不能实现端口操作和实时控制，而深空通信中环境是时刻间可能产生巨变的环境；当仿真网络数据量较大时，效率非常低。

综上所述，现有的仿真软件不能满足深空协议仿真的要求，无法实现深空协议仿真。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种面向深空通信的分布式仿真系统。

相较于现有技术，本发明的面向深空通信的分布式仿真系统具有可重用性和互操作性的特点。可重用性能够保证在相对最短的时间内，以最小的成本开发出符合要求的仿真系统。互操作性，能够保证面向深空通信的分布式仿真系统各个功能成员间进行实时的协调沟通。同时，此面向深空通信的分布式仿真系统具有高度的可扩展性。本发明的面向深空通信的分布式仿真系统同时实现了通用性仿真系统的基本框架，能够普适于其它仿真系统的开发过程。跨协议、跨平台通信。本发明的面向深空通信的分布式仿真系统能够实现多协议间，不同仿真系统平台间的数据通信，解决了不同协议间的数据无法识别、各仿真系统接口不规范的问题。

附图说明

图1是本发明的面向深空通信的分布式仿真系统的构成框图。

图2是延迟型CFDP协议传输模型示意图。

图3是本发明的面向深空通信的分布式仿真系统的工作流程图

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

请参阅图1至图3，本发明提供了一种面向深空通信的分布式仿真系统10，包括功能仿真组件11、仿真环境产生及更新组件13、仿真性能分析与记录组件15。面向深空通信的分布式仿真系统10的各个联邦成员以RTI(Run-time Infrastructure)为中心，各个联邦成员通过RTI(Run-time Infrastructure)进行交互。