CN106209483A - 卫星通讯仿真方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于卫星技术领域，提供了一种卫星通讯仿真方法及装置，该方法包括：建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输；根据所述网络传输模型构建仿真邦员；所述仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员；所述仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行；各个所述仿真邦员之间通过HLA底层的通信系统进行数据交互；根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真。上述方法应用HLA技术提供的通用的服务支撑程序将应用层和底层服务相分离，能够独立的对各部分进行开发，并能实现快速组合和重新配置，从而能够提高仿真效率和可靠性。

Description

卫星通讯仿真方法及装置

技术领域

本发明卫星技术领域，具体涉及卫星通讯仿真方法及装置。

背景技术

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或者反射无线电信号，在两个或多个卫星地球站之间进行的通信。卫星通信系统利用卫星的广域覆盖提供移动通信服务，并致力于实现宽带业务，是通信全球化和个人化的重要手段。但随着卫星通信容量的不断增长、更高速的互联网接入和更复杂的交互式服务的需求，其地面配套关口站的架构和能力也要相应的提升，这便给前期的研发和仿真带来较大的困难。

在对卫星通信系统的仿真过程中，传统的分布式仿真系统在可靠性方面十分脆弱，在仿真系统运行时，很容易出现节点的故障，如死机、断网或者断电，这样会造成该节点直接脱离仿真系统，从而对仿真结果造成很大的影响，最终导致仿真系统的瘫痪，这使得仿真的成功率不高，还造成了仿真资源和时间的很大浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供卫星通讯仿真方法及装置，解决现有技术中卫星通信防真可靠性差的技术问题。

本发明实施例的第一方面提供一种卫星通讯仿真方法，包括：

建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输；

根据所述网络传输模型构建仿真邦员；所述仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员；所述仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行；各个所述仿真邦员之间通过HLA底层的通信系统进行数据交互；

根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真。

优选的，所述建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输具体为：

通过云计算技术建立仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。

优选的，在所述根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真之前，还包括：

采用虚拟化技术将仿真资源虚拟化，并根据需要将虚拟化后的仿真资源进行重新分配。

优选的，所述仿真平台为以事件调度为基础的OPENT仿真平台。

优选的，所述根据所述网络传输模型构建仿真邦员之后，还包括：

将各个所述仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦。

本发明实施例的第二方面提供一种卫星通讯仿真装置，包括：

模型建立模块，用于建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输；

仿真邦员构建模块，用于根据所述网络传输模型构建仿真邦员；所述仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员；所述仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行；各个所述仿真邦员之间通过HLA底层的通信系统进行数据交互；

仿真模块，用于根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真。

优选的，还包括：资源分配模块，用于采用虚拟化技术将仿真资源虚拟化，并根据需要将虚拟化后的仿真资源进行重新分配。

优选的，所述模型建立模块具体用于：通过云计算技术建立仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。

优选的，所述仿真平台为以事件调度为基础的OPENT仿真平台。

优选的，所述仿真邦员构建模块在根据所述网络传输模型构建仿真邦员之后，还用于：将各个所述仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦。

采用上述技术方案，本发明至少可取得下述技术效果：本发明实施例建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输，根据网络传输模型构建仿真邦员，根据网络传输模型和仿真邦员进行仿真，由于应用HLA技术提供的通用的服务支撑程序将应用层和底层服务相分离，能够独立的对各部分进行开发，并能实现快速组合和重新配置，从而能够提高仿真效率和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的卫星通讯仿真方法的流程图；

图2是本发明实施例所述的仿真邦员连接示意图；

图3是本发明实施例所述的云仿真平台架构图；

图4是本发明实施例所述的HLA分布式仿真结构示意图；

图5是本发明实施例所述的卫星通讯仿真的框架图；

图6是本发明另一实施例所述的卫星通讯仿真的框架图。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。

以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由发明人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。

应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。

图1是本发明实施例卫星通讯仿真方法的流程图。参考图1，本实施例所述的卫星通讯仿真方法可以包括如下步骤：

步骤S101，建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输。

其中，可以根据实际需要仿真的场景设计仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。本实施例中，网络传输模型为拓扑结构，可以通过动态的路由方案进行信息传输。具体的，可以将网络可以接收或发送的的空间设备和地面设备都当做网络传输模型中的仿真的各个网络节点。进行网络传输通信时，一般信息数据是由一个源节点经过多个网络节点发往一个目的节点或多个目的节点。

优选的，本发明实施例中，通过云计算技术建立仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。

将“云计算”理念引入到网络化建模与仿真领域，结合虚拟化构建云仿真平台。通过云仿真平台，仿真用户可以按照自己的需要获取仿真服务的资源。在云仿真平台中，根据不同仿真用户个性化需要，能够随时获取自己想要的资源和服务，这是一种高效率的仿真服务方式。由于服务的资源分布在不同的地方，具有动态性、异构性、复杂性等特点，很容易就会出现资源负载不平衡的问题，在网络带宽受限的情况下，仿真系统将会出现瘫痪，所以要对仿真资源进行迁移，从而确保整个云仿真平台能够高效、安全、健壮的运行。

步骤S102，根据网络传输模型构建仿真邦员。

其中，仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员。参见图2，卫星仿真邦员的个数为一个或两个以上。两个以上的卫星仿真邦员之间通过无线接口连接。所有卫星仿真邦员构成天基卫星接入网。

主站仿真邦员的个数为一个或两个以上。每个主站仿真邦员均包括卫星接入网管理模块和地面核心网模块。其中，卫星接入网管理模块用于管理主站仿真邦员与卫星仿真邦员之间的网络连接。地面核心网模块用于管理主站仿真邦员与地面网之间的网络连接。地面网可以包括Internet、PSIN(Public Switched Telephone Network,公共交换电话网络)和军用网络中的至少一种。本实施例中，主站仿真邦员与卫星仿真邦员之间可以通过卫星-关口站星地无线接口连接。

终端仿真邦员的个数为一个或两个以上。终端可以包括移动终端、办公电脑、卫星天线等。每个终端仿真邦员均与卫星仿真邦员连接。具体的，终端仿真邦员可以通过用户-卫星星地无线接口与卫星仿真邦员连接。

另外，本发明实施例中，仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行。参见图3，一个实施例中，各个仿真邦员可以在多个装有虚拟机的服务器上运行。各个服务器之间可以共享内存，以便于资源共享。

各个仿真邦员之间通过HLA(高级计算机体系结构)底层的通信系统(RTI)进行数据交互。其中，应用HLA技术提供的通用的服务支撑程序将应用层和底层服务相分离，能够独立的对各部分进行开发，并能实现快速组合和重新配置。

作为一种软件体系结构，HLA能尽量涵盖建模与仿真领域中所涉及的不同类型的仿真系统，并利于它们之间的重用性和互操作性，同时能利用不断发展的新技术来满足复杂大系统的仿真需求。HLA最突出的特点就是通过提供相对独立的并且通用的支撑服务程序，将应用层与底层运行支撑环境分离，从而相对独立地对各部分进行开发，并能实现联邦的快速组合和重新配置。本发明实施例将仿真邦员通过HLA体系结构将不同的仿真类型集成在同一仿真平台上，为仿真操作提供了很多便利。

优选的，所述仿真平台为以事件调度为基础的OPENT仿真平台。其中，OPNET是一个网络仿真技术软件包，它能够准确的分析复杂网络的性能和行为，在网络模型中的任意位置都可以插入标准的或用户指定的探头，以采集数据和进行统计。本发明实施例中，采用以事件调度为基础的OPNET仿真平台，结合进程交互以便于处理，这样既能够保留事件调度的事件列表、时间推进方式，又能够保留进程概念与实际系统最接近的部分，即进程是成分的活动、事件按事件先后顺序的组合，使得OPNET中的建模方式既灵活又直观。

另外，仿真邦员还可以包括控制台仿真邦员。本发明实施例中，卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员通过OPNET仿真平台建立。控制台仿真邦员可以不通过OPNET仿真平台建立。

优选的，在根据所述网络传输模型构建仿真邦员之后，还可以包括：将各个所述仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦。

本发明实施例通过搭建和优化云计算平台，完善控制台的功能，并用OPNET仿真软件搭建卫星通信仿真系统，将各个仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦，并将其部署在云计算平台上。

步骤S103，根据网络传输模型和仿真邦员进行仿真。

优选的，在步骤S103之前，还可以包括：采用虚拟化技术将仿真资源虚拟化，并根据需要将虚拟化后的仿真资源进行重新分配。

可以理解的，传统的分布式仿真系统缺乏负载平衡能力和容灾能力，针对这个仿真系统的弊端，本发明实施例利用虚拟化技术将仿真资源抽象出来，如将计算资源、存储、网络等资源虚拟化，根据需要将这些虚拟资源进行重分配，可以极大程度上优化资源使用，避免浪费。并且能够实现仿真系统的可靠稳定的运行，同时可以实现对于云仿真系统的监控、调度等管理和大量各类仿真数据的存储。通过虚拟化技术对仿真资源进行虚拟化，能够使得仿真实体实现复制、迁移等高可用功能，能够极大提高仿真效率。

图4为HLA分布式仿真结构示意图。HLA分布式仿真结构包括仿真模型层、仿真平台和网络平台。仿真模型层包括多个仿真邦员。仿真平台包括联邦运行支撑环境RTI和与仿真邦员一一对应的节点平台。网络平台包括计算机网络。

上述卫星通讯仿真方法，建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输，根据网络传输模型构建仿真邦员，根据网络传输模型和仿真邦员进行仿真，将应用HLA的仿真系统和云计算结合起来，应用HLA技术提供的通用的服务支撑程序将应用层和底层服务相分离，能够独立的对各部分进行开发，并能实现快速组合和重新配置，从而提高仿真效率和可靠性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的卫星通讯仿真方法，图5示出了本发明实施例提供的卫星通讯仿真装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，与上文实施例所述的物体识别和姿态估计方法重复之处不在累述。

参考图5，本实施例所述的卫星通讯仿真装置可以包括模型建立模块501、仿真邦员构建模块502和仿真模块503。

具体的，模型建立模块501，用于建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输。其中，所述仿真平台为以事件调度为基础的OPENT仿真平台。

仿真邦员构建模块502，用于根据所述网络传输模型构建仿真邦员。所述仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员。所述仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行。各个所述仿真邦员之间通过HLA底层的通信系统进行数据交互。

仿真模块503，用于根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真。

参见图5，卫星通讯仿真装置还可以包括资源分配模块504。资源分配模块504，用于采用虚拟化技术将仿真资源虚拟化，并根据需要将虚拟化后的仿真资源进行重新分配。

一个实施例中，模型建立模块501具体可以用于：通过云计算技术建立仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。

进一步的，所述仿真邦员构建模块502在根据所述网络传输模型构建仿真邦员之后，还用于：将各个所述仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦。

上述卫星通讯仿真装置，建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输，根据网络传输模型构建仿真邦员，根据网络传输模型和仿真邦员进行仿真，将应用HLA的仿真系统和云计算结合起来，应用HLA技术提供的通用的服务支撑程序将应用层和底层服务相分离，能够独立的对各部分进行开发，并能实现快速组合和重新配置，从而提高仿真效率和可靠性。

应该注意的是，如上所述的本公开的各种实施例通常在一定程度上涉及输入数据的处理和输出数据的生成。此输入数据处理和输出数据生成可在硬件或者与硬件结合的软件中实现。例如，可在移动装置或者相似或相关的电路中采用特定电子组件以用于实现与如上所述本公开的各种实施例关联的功能。另选地，依据所存储的指令来操作的一个或更多个处理器可实现与如上所述本公开的各种实施例关联的功能。如果是这样，则这些指令可被存储在一个或更多个非暂时性处理器可读介质上，这是在本公开的范围内。处理器可读介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。另外，用于实现本公开的功能计算机程序、指令和指令段可由本公开所属领域的程序员容易地解释。

尽管已参照本公开的各种实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种卫星通讯仿真方法，其特征在于，包括：

建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输；

根据所述网络传输模型构建仿真邦员；所述仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员；所述仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行；各个所述仿真邦员之间通过HLA底层的通信系统进行数据交互；

根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输具体为：

通过云计算技术建立仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，在所述根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真之前，还包括：

采用虚拟化技术将仿真资源虚拟化，并根据需要将虚拟化后的仿真资源进行重新分配。

4.如权利要求1、2或3所述方法，其特征在于，所述仿真平台为以事件调度为基础的OPENT仿真平台。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述网络传输模型构建仿真邦员之后，还包括：

将各个所述仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦。

6.一种卫星通讯仿真装置，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于建立仿真平台的网络传输模型以进行信息传输；

仿真邦员构建模块，用于根据所述网络传输模型构建仿真邦员；所述仿真邦员包括卫星仿真邦员、主站仿真邦员和终端仿真邦员；所述仿真邦员在装有虚拟机的物理机上运行；各个所述仿真邦员之间通过HLA底层的通信系统进行数据交互；

仿真模块，用于根据所述网络传输模型和所述仿真邦员进行仿真。

7.如权利要求6所述装置，其特征在于，还包括：

资源分配模块，用于采用虚拟化技术将仿真资源虚拟化，并根据需要将虚拟化后的仿真资源进行重新分配。

8.如权利要求6所述装置，其特征在于，所述模型建立模块具体用于：

通过云计算技术建立仿真平台的网络传输模型已进行信息传输。

9.如权利要求6、7或8所述装置，其特征在于，所述仿真平台为以事件调度为基础的OPENT仿真平台。

10.如权利要求6所述装置，其特征在于，所述仿真邦员构建模块在根据所述网络传输模型构建仿真邦员之后，还用于：

将各个所述仿真邦员通过HLA接口进行组合和配置，形成统一的仿真联邦。