CN106411587A - 一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构 - Google Patents

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Abstract

一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，包括数据库模块、场景配置模块、场景展示模块、指标配置与计算模块、结果展示与导出模块。数据库模块提供数据库连接、数据库读取、数据库保存功能接口。场景配置模块用于对参与仿真评估的场景进行配置。场景展示模块对参与仿真评估的场景进行展示。指标配置与计算模块选择本次场景仿真评估指标，对每一个指标计算所需要的参数进行配置，然后使用相应的算法对指标进行计算。结果展示与导出模块读取数据库模块中保存的每一次场景仿真评估结果，对每一次评估的每一个指标结果进行统计显示，并将仿真结果向外部导出。本发明可以有效提高卫星通信网络效能评估与体系优化能力。

Description

一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构
技术领域
本发明属于通信领域，涉及一种仿真系统，特别适用于卫星通信网络效能的评估。
背景技术
目前我国在卫星通信系统仿真与效能评估方面涉及较少，从大多数公开的文献来看，涉及到的单星、单系统在性能指标层次的评估较多，但在多星协同组成卫星通信网络的效能评估以及如何通过仿真手段进行具体实现的方面尚未发现有效的解决手段。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，实现了卫星数据入库情况下卫星网络架构的快速生成、效能评估计算与卫星通信网络的设计相分离、基于特征的效能评估结果实时查询与评估报告的自动生成，有效解决了不同在轨卫星配置与网络架构下多种性能指标的编辑、计算、评估，提高了卫星通信网络效能评估与体系优化能力。
本发明的技术解决方案是：一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，包括数据库模块、场景配置模块、场景展示模块、指标配置与计算模块、结果展示与导出模块，其中：
数据库模块：提供数据库连接、数据库读取、数据库保存功能接口，数据库中包含场景配置时需要读取的固定参数和场景XML文件，还包含网络效能指标计算信息与结果；
场景配置模块：用于对参与仿真评估的场景进行配置；采用两种方式进行场景配置，第一种为新建场景，然后从数据库中读取相应的固定参数建立场景；另一种方法是加载场景，直接读取已有的场景XML文件；
场景展示模块：对参与仿真评估的场景进行展示，包括二维界面展示和三维界面展示；
指标配置与计算模块：选择本次场景仿真评估指标，对每一个指标计算所需要的参数进行配置，然后使用相应的算法对指标进行计算，并将计算结果保存到数据库模块中；
结果展示与导出模块：读取数据库模块中保存的每一次场景仿真评估结果，对每一次评估的每一个指标结果进行统计显示，并将仿真结果向外部导出。
所述的固定参数包含卫星轨道信息、拓扑信息、天线信息和区域信息。
所述的场景展示模块还具备显示控制和播放控制功能，显示控制功能对场景包含的卫星按其所属子网进行过滤，只显示操作者关注的子网内的卫星；播放控制功能用于控制场景运行的步长。
所述的仿真评估指标包括天基信息传输网指标、天基导航网指标、天基信息获取网指标。
所述的结果展示与导出模块的显示方式包括示意图方式和结果统计图方式。
所述的结果展示与导出模块向外部导出仿真结果的形式为WORD文档。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用分层分项分解卫星网络效能评估的仿真架构，实现了效能评估指标的计算模型与卫星数据实现松耦合关系，即指标计算与体系设计相分离。在本发明仿真架构的基础上，配合具体单向指标的实现算法，实现了任意指标体系的算法的快速重构，可以快速的完成不同在轨卫星配置与网络架构下多种性能指标的自动编辑、自动计算、评估报告的自动生成，提高了卫星通信网络效能评估与体系优化能力，对设计人员在卫星复杂系统、复杂网络拓扑情况下的体系设计与优化提供了有效的支持，减少了设计、算法开发与仿真评估整个链条反馈的迭代次数。
附图说明
图1为本发明仿真架构的原理图；
图2为采用本发明仿真架构的仿真流程图。
具体实施方式
本发明的一种适用卫星通信网络效能评估的仿真架构，其利用STK(SystemsToolkit，系统仿真工具包软件)的二次开发能力，通过C#调用STKX控件，配合MicrosoftAccess数据库，实现卫星通信网络各种性能指标获取，达到效能评估目的。
从实现的角度，本发明构架以数据库模块为核心，辅助以配置、计算、展示等。共分为数据库模块、场景配置模块、场景展示模块，指标配置与计算模块，结果展示与导出模块。各功能模块以及模块之间的关系展示如图1所示，具体的：
(1)数据库模块
数据库模块提供数据库连接、数据库读取、数据库保存功能接口。数据库中包含场景加载时需要读取的固定参数表格，该类表格有卫星轨道信息、拓扑信息、天线信息、区域信息等。作为场景配置和展示时的固定输入，仅作读取操作。数据库中还包含用于存储指标计算信息与结果的表格，该类表格用于保存指标计算的场景、参数、结果等。作为指标计算时的输出，作写入操作；作为结果输出与导出时的输入，作读取操作。
(2)场景配置模块
场景配置模块用于对参与仿真评估的场景进行配置，还包括对场景中的任务进行配置。
场景配置方法有两种：第一种方法为新建场景，然后添加数据库中相应的卫星等场景内的实体；另一种方法是加载场景，直接读取已有的场景XML文件。两种方法都能对场景内包含的卫星进行编辑，还可以对新建完成的场景和编辑后的场景进行保存以便下次仿真评估时直接加载。
场景中的任务配置用于对场景的任务支持能力指标进行评估时使用。任务配置也有加载数据库中保存的任务和新建任务两种方式。
(3)场景展示模块
场景展示模块对参与仿真评估的场景进行展示，包括二维界面展示和三维界面展示，同时还具备显示控制和播放控制功能。显示控制功能可以对场景包含的卫星按其所属子网进行过滤，只显示操作者关注的子网内的卫星；播放控制功能可以控制场景运行的步长等。
(4)指标配置与计算模块
指标配置与计算模块能够选择本次场景仿真评估指标，指标分为天基信息传输网指标、天基导航网指标、天基信息获取网指标，能够对每一个指标的参数进行配置；然后使用相应的算法对指标进行计算，计算结果保存到数据库中。
(5)结果展示与导出模块
结果展示与导出模块读取数据库中保存的每一次场景仿真评估结果，能够对每一次评估的每一个指标结果进行统计显示，显示的方式包括示意图方式和结果统计图方式。还支持将仿真结果导出到WORD文档。
如图2所示，从应用的角度，本发明架构功能按模块划分为仿真设置、体系配置、任务规划、指标配置、效能评估五个模块。
各个模块详细说明如下：
1)仿真设置
主要进行数据库的加载、XML卫星网络配置文件的加载，以及在场景加载完毕后，进行二、三维视景显示与播放控制。
2)体系配置
体系配置模块完成对卫星网络评估对象的选择和添加功能。根据体系配置列表中列出了当前基础数据库中的所有卫星数据，选择需要的卫星作为评估对象，并可在线修改卫星的载荷配置。
3)任务规划
任务规划模块实现卫星网络中典型任务的配置和添加功能。任务配置列表列出当前场景中的任务条目，可选择添加。也可根据设计人员需求新建任务，添加任务终端类型、业务、时间、轨迹等信息。
4)指标配置
指标配置模块根据分析的卫星网络评估的对象提供可选择的评估指标体系。设计人员可选择本次评估要分析的指标，进行指标加载以及每项指标的参数配置。
5)效能评估
效能评估模块根据加载计算的指标体系进行指标的计算以及结果的显示。根据具体指标的显示需要，提供柱状图、饼图、曲线、二维地面覆盖区等指标显示形式，直观展示分析结果，并可对多指标进行选择比较。同时跟根据设计人员需求自动生成Word报告。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，其特征在于：包括数据库模块、场景配置模块、场景展示模块、指标配置与计算模块、结果展示与导出模块，其中：
数据库模块：提供数据库连接、数据库读取、数据库保存功能接口，数据库中包含场景配置时需要读取的固定参数和场景XML文件，还包含网络效能指标计算信息与结果；
场景配置模块：用于对参与仿真评估的场景进行配置；采用两种方式进行场景配置，第一种为新建场景，然后从数据库中读取相应的固定参数建立场景；另一种方法是加载场景，直接读取已有的场景XML文件；
场景展示模块：对参与仿真评估的场景进行展示，包括二维界面展示和三维界面展示；
指标配置与计算模块：选择本次场景仿真评估指标，对每一个指标计算所需要的参数进行配置，然后使用相应的算法对指标进行计算，并将计算结果保存到数据库模块中；
结果展示与导出模块：读取数据库模块中保存的每一次场景仿真评估结果，对每一次评估的每一个指标结果进行统计显示，并将仿真结果向外部导出。
2.根据权利要求1所述的一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，其特征在于：所述的固定参数包含卫星轨道信息、拓扑信息、天线信息和区域信息。
3.根据权利要求1所述的一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，其特征在于：所述的场景展示模块还具备显示控制和播放控制功能，显示控制功能对场景包含的卫星按其所属子网进行过滤，只显示操作者关注的子网内的卫星；播放控制功能用于控制场景运行的步长。
4.根据权利要求1所述的一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，其特征在于：所述的仿真评估指标包括天基信息传输网指标、天基导航网指标、天基信息获取网指标。
5.根据权利要求1所述的一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，其特征在于：所述的结果展示与导出模块的显示方式包括示意图方式和结果统计图方式。
6.根据权利要求1所述的一种适用于卫星通信网络效能评估的仿真架构，其特征在于：所述的结果展示与导出模块向外部导出仿真结果的形式为WORD文档。
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