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基于OPNET和HLA的卫星通信网络仿真

作　者: 杨轶群
导　师: 叶明；宗鹏
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: OPNET 网络仿真 LEO卫星通信系统高层体系结构联邦分布式仿真
分类号: TN927.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

低轨卫星通信系统不仅能够实现全球连续覆盖乃至全球多重连续覆盖,而且在时延、损耗等方面具有较大的优势,因此不管是在民用还是在军用上都有很好的发展前景。由于卫星通信网络的结构和功能的复杂性,技术更新也越来越快,采用仿真手段来对卫星通信网络进行研究就很有必要了。本文研究了OPNET中的仿真建模方法和卫星的轨道理论、LEO星座的连续覆盖和切换特性,从理论上对星座网络动态拓扑变化进行分析,然后在OPNET软件中建立了铱卫星网络仿真系统模型,包括对地面站网络节点、卫星节点、路由节点进程、无线链路信道的建模及业务的配置,并对仿真得到的路由表、信噪比、端到端时延及业务传输流量等结果进行分析,不仅为研究网络行为提供了准确的量化模型,而且无论从理论上还是从实验上都为进一步研究低轨卫星网络起到了指导作用。本文还研究了在高层体系结构下如何实现不同的程序或系统之间的数据交换、时间推进、仿真管理等分布仿真的关键技术。本文的另一个重点是设计了一个由控制联邦成员和OPNET仿真联邦成员构成的HLA联邦,通过OPNET中的HLA模块,使得OPNET网络模型与其他程序联合仿真,进行数据交互并保持时间同步,联邦中的控制成员为铱星网络系统中侦查卫星提供轨道数据,并接收OPNET仿真结果,实现了基于HLA体系结构的OPNET协同仿真。通过此方法我们能够实现将一个复杂体系中的运行在多台计算机下的多个功能模型聚合起来,形成一个整体进行仿真。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-15
  1.1 研究背景  11
  1.2 国内外研究现状分析  11-13
  1.3 论文主要内容与结构  13-15
第二章 OPNET 网络仿真概述  15-19
  2.1 OPNET 仿真平台介绍  15-16
  2.2 OPNET 的仿真建模方法  16-18
  2.3 OPNET 的数据分析和结果发布  18-19
第三章低轨道卫星通信系统建模仿真  19-42
  3.1 低轨道卫星通信系统  19-21
  3.2 低轨道卫星星座几何模型  21-27
  3.3 铱星通信系统建模  27-38
    3.3.1 创建节点模型  27-32
    3.3.2 链路信道建模  32-35
    3.3.3 创建网络模型  35-38
  3.4 仿真结果与分析  38-42
第四章高层体系结构  42-48
  4.1 HLA 概述  42-43
  4.2 HLA 规则  43-46
    4.2.1 联邦规则  43-44
    4.2.2 联邦成员规则  44
    4.2.3 HLA 对象模型模板  44-46
  4.3 联邦运行支撑环境  46-48
    4.3.1 RTI 概述  46
    4.3.2 HLA 提供的管理服务功能  46-48
第五章 HLA 分布式仿真联邦设计实现  48-67
  5.1 HLA 分布式仿真程序设计方法  48-50
  5.2 OPNET 仿真联邦成员设计  50-59
    5.2.1 OPNET-HLA 的仿真机制  50-51
    5.2.2 交互类及其与OPNET 数据包的映射  51-56
    5.2.3 创建网络模型  56-59
  5.3 控制台联邦成员设计  59-63
  5.4 仿真运行的步骤及结果  63-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 本文的工作总结  67-68
  6.2 研究工作的展望  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
在学期间的研究成果及发表的学术论文  73

基于OPNET和HLA的卫星通信网络仿真

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