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层次式联盟集合研究与实现

作　者: 杨振明
导　师: 姚益平
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 高层体系结构运行支撑环境层次式联盟集合仿真节点分布式盟员代理部件最大可用逻辑时间
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 90次
引　用: 3次
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内容摘要

随着仿真技术的不断发展,仿真应用规模和应用范围不断扩大。为充分利用已有仿真资源,以较小的成本实现更大规模的仿真,多联盟互连技术正成为当前仿真界研究的一个热点。其核心问题是解决多个联盟系统的互连互通,减少联盟之间的网络信息流量,提高多联盟系统的运行效率,进而实现多联盟系统的联合仿真。为此,从多联盟系统的体系结构、至不同FOM间的数据映射算法、多联盟系统的时间管理算法、以及层次式联盟集合中六大管理服务的信息交互方式等都必须进行深入研究。论文结合有关文献,跟踪世界最新仿真发展动态,对层次式多联盟互连技术进行了深入的研究与实现。论文的主要工作和创新包括: 1) 设计剖析了层次式联盟集合的系统结构模型。针对多联盟互连方式盟员网关不直接支持HLA接口,桥接盟员使用户负担重,RTI代理的RTI与RTI之间的API接口没有制定统一的标准等问题,论文设计了层次式联盟集合的系统结构模型。它采用树形分布式盟员代理DFP（Distributed Federate Proxy）结构,利用仿真节点SN（Simulation Node）和分布式盟员代理部件DFPC（Distributed Federate Proxy Component）作为连接不同联盟的桥梁。该结构有效解决了多联盟互连的问题,平衡了负载,有利于仿真规模的扩充和现有仿真资源的利用,适应了大规模复杂系统仿真的需要。 2) 提出了不同FOM间的数据映射算法。为解决不同联盟的互操作问题,论文在分析已有多联盟互连的几种结构及其存在问题的基础上,针对层次式联盟集合的系统结构特点,定义了既满足对称性、又满足传递性的映射关系R_xy,提出了不同FOM之间的数据映射算法——SFDMA算法。该算法利用结构数组,通过搜索映射链表,有效地解决了不同FOM间类属性及参数的映射问题。 3) 提出了层次式联盟集合中最大可用逻辑时间GALT的计算方法。联盟集合中的时间管理服务是重点和难点之一,而时间管理服务的关键是GALT的计算。论文针对SN和DFPC之间的内在关系,分别给出了SN和DFPC中GALT的计算公式,同时分析了不同节点之间仿真时间推进的逻辑关系。 4) 对层次式联盟集合中六大管理服务进行了深入研究和实现。论文结合符合IEEE1516标准的HLA接口规范,对联盟集合中的联盟管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理、数据分发管理六大管理服务的数据交互流程进行了剖析,阐明了该系统的仿真运行原理,实现了联盟管理、声明管理、对象管理功能。经对实现的管理服务进行测试表明,该系统结构性能稳定,能够满足大规模仿真的需要。论文最后总结了研究成果,阐述了下一步的研究工作。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-13
第1章绪论  13-22
  1．1 课题背景  13-17
    1．1．1 分布式交互仿真技术的发展  13-15
    1．1．2 HLA/RTI概念、组成  15-17
  1．2 课题研究的意义及目标  17-18
  1．3 课题研究现状及问题的提出  18-20
    1．3．1 HLA/ RTI及其多联盟互连技术研究现状  18-19
    1．3．2 层次式联盟集合系统结构的提出以及要解决的关键问题  19-20
  1．4 文章组织结构  20-22
第2章层次式联盟集合系统结构模型设计  22-35
  2．1 基于 HLA的仿真应用互操作模型  22-25
    2．1．1 互操作技术的基本内涵及作用  22-23
    2．1．2 有关定义  23
    2．1．3 多联盟的逻辑结构  23-25
  2．2 现有的多联盟互连结构及其存在的问题  25-27
    2．2．1 盟员网关  25-26
    2．2．2 桥接盟员  26
    2．2．3 RTI代理  26
    2．2．4 RTI互操作协议  26-27
  2．3 层次式联盟集合系统结构框架设计  27-31
    2．3．1 联盟集合基本结构框架  27-28
    2．3．2 仿真节点 SN的主要功能  28
    2．3．3 分布式盟员代理部件 DFPC的主要功能  28-29
    2．3．4 SN中不同FOM间的数据映射算法(SFDMA算法)  29-31
  2．3 层次式联盟集合的整体数据流程  31-33
  2．4 层次式联盟集合结构的优势  33-34
    2．4．1 能够充分利用己有的联盟资源  33
    2．4．2 减少网络流量，节省网络资源  33-34
    2．4．3 有效解决了异构RTI之间的互操作问题  34
    2．4．4 满足了信息安全的需要  34
  2．4 本章小结  34-35
第3章层次式联盟集合联盟管理与声明管理服务的研究  35-43
  3．1 HLA联盟管理与声明管理服务的主要内容  35-37
    3．1．1 联盟管理服务的主要内容  35-36
    3．1．2 声明管理服务的主要内容  36-37
  3．2 层次式联盟集合联盟管理与声明管理服务的特点  37-38
  3．3 创建联盟集合执行过程  38-39
  3．4 联盟集合同步过程流程  39-40
  3．5 联盟集合声明管理过程  40-41
  3．6 本章小结  41-43
第4章层次式联盟集合对象管理与所有权管理服务的研究  43-54
  4．1 HLA对象管理与所有权管理服务的主要内容  43-48
    4．1．1 对象管理服务的主要内容  43-46
    4．1．2 所有权管理服务的主要内容  46-48
  4．2 联盟集合对象管理过程  48-50
    4．2．1 联盟集合对象管理服务流程  48-49
    4．2．2 对象管理服务中对象实例的发现条件  49-50
  4．3 联盟集合所有权管理过程  50-52
    4．3．1 联盟集合所有权管理服务流程  50-52
    4．3．2 所有权管理服务常用的转移策略  52
  4．4 本章小结  52-54
第5章层次式联盟集合时间管理与数据分发管理服务的研究  54-69
  5．1 HLA时间管理与数据分发管理服务的主要内容  54-58
    5．1．1 时间管理服务的主要内容  54-56
    5．1．2 数据分发管理服务的主要内容  56-58
  5．2 联盟集合中 GALT的计算方法  58-61
    5．2．1 DFPC中 GALT的计算  59-61
    5．2．2 SN中 GALT的计算  61
  5．3 DFPC和 SN之间逻辑时间的关系  61-62
    5．3．1 DFPC之间的逻辑时间约束关系  61-62
    5．3．2 SN之间的逻辑时间约束关系  62
  5．4 联盟集合中逻辑时间的推进过程  62-65
    5．4．1 DFPC中逻辑时间的推进过程  63
    5．4．2 SN中逻辑时间的推进过程  63-64
    5．4．3 联盟集合中时间推进的主要流程  64-65
  5．5 数据分发管理的数据过滤过程  65-66
    5．5．1 兴趣表达  65
    5．5．2 区域匹配  65-66
    5．5．3 数据传递  66
  5．6 联盟集合中数据分发管理的基本流程  66-68
  5．7 本章小结  68-69
第6章层次式联盟集合实现的关键问题及测试分析  69-75
  6．1 实现过程中遇到的几个问题  69-73
    6．1．1 状态一致性问题  69-71
    6．1．2 盟员发生故障问题  71-72
    6．1．3 维护状态与行为的一致性问题  72-73
  6．2 测试分析  73-75
第7章总结与展望  75-77
  7．1 论文总结  75-76
  7．2 进一步的工作  76-77
致谢  77-78
附录:攻读硕士期间发表的论文  78-79
参考文献  79-81

层次式联盟集合研究与实现

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