一种基于OPNET的Link16数据链半实物仿真方法研究
一种基于OPNET的网络半实物仿真方法研究
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软件导刊
2009 年
递给仿真环境。 1．2 三种实现模式
SITL 仿真主要有以下 3 种实现模式： 实物系统与计算机 仿真系统之间、 实物系统经过计算机仿真系统再到实物系统、 计算机仿真系统经过实物系统再到计算机仿真系统，不同的实 现方式适用的范围不同：
（1）实物－仿真系统模式（real －sim）。 是最简单的模式，实 现实物系统和计算机仿真系统间信息交互，可用于软硬件的开 发及测试。
可见，基于 NDIS 中间层的 WinpPcap，可以截获完整的帧， 或者说可以截获所有流过网卡的封包，在此基础上，可以根据 帧头和报头分析协议类型，进而可以实现包的过滤。 这种涵盖 了从内核态到用户态的三层模块包截获工具，正好满足网络半 实物仿真对原始数据包的需求，因此，SITL 仿真基于 WinpPcap 进行网络数据包截获和过滤。 2．2 数据包的翻译
1 SITL 仿真原理
SITL （System in the loop， 系 统 在 环 ） 是 OPNET Modeler （Optimal Network Engineering Tools）11．5 或 更 高 版 本 提 供 的 可
选附加模块，可以将多个物理网络接口映射到虚拟网络中不同 的网络地址， 从而使物理设备和 OPNET 仿真网络成为统一的 整体。 它支持 TCP ／ IP 协议簇， 是专门用于网络半实物仿真研 究的应用模块，仿真按实际时间运行，只需要通过网卡或者无 线局域网就可以实现和物理设备的交互。 1．1 对数据包的处理
2 SITL 仿真的关键技术
在真实网络中，我们是利用 TCP ／ IP 协议栈进 行 数 据 流 的 转发通信，而在仿真网络中的协议栈是模拟构造的，不同的数 据结构使物理设备和仿真网络无法直接通信。 将运行于真实 协议栈中的数据包导入到虚拟的仿真环境， 需要解决 3 个问 题：时间的同步、包的截获和数据包的翻译 。 SITL 仿真是通过 将仿真时间与系统时间同步推进来确保时间同步的，只需要通 过简单的设置就可以完成。 下面重点分析包的截获和翻译。 2．1 数据包的截获
基于opnet的link16仿真建模及其实现算法
基于opnet的link16仿真建模及其实现算法
OPNET（Optimized Network Engineering Tools）是一款网络仿真软件，可用于建立并仿真各种无线通信系统。
Link 16是一种常见的MIL-STD目录下的无线通信标准，具有抗干扰性能和可靠性强的特点，广泛应用于军事通信中。
在OPNET中建立Link 16仿真模型，需要以下步骤：
1. 建立网络场景
首先需要在OPNET中建立所需的网络场景，包括添加节点、配置节点参数等。
可以通过手动创建节点，或者导入外部系统到OPNET中实现。
2. 定义网络协议
针对Link 16协议，需要在OPNET中创建相应的协议并定义其属性、参数等等。
比如定义媒介访问控制（MAC）协议以及路由协议等。
3. 实现仿真数据传输
仿真中需要实现数据的传输过程，包括数据的生成、传输过程、节点处理等。
具体实现过程需要参考Link 16标准，结合OPNET软件的特性进行实现。
4. 设置仿真参数
通过设置仿真参数，比如仿真时间、节点数量、网络拓扑结构等等，可以控制仿真的规模和效果。
5. 执行仿真并分析结果
完成仿真模型的搭建后，可以执行仿真并分析仿真结果，比如数据的传输速率、网络的稳定性等等。
总之，建立基于OPNET的Link 16仿真模型需要深入理解Link 16标准和OPNET软件的特性，根据实际应用场景进行相应的模型设计和实现。
基于OPNET的Link 16建模与仿真
于为 美 国各 军 种 与北 约 各 国 提 供 信 息 交 换 的 共 同传 输 界 面规
范 。Ｌｎ 一６ 是 美 军三 军联 合 战 术 信 息 分 发 系 统 （ Ｉ Ｓ 的 ｉ １既 ｋ ＪＤ） Ｔ
维普资讯
７ 第 ２ 卷 第 ｌ 期 ７
ＶＯ１ ２７ ．
ＮＯ １ ． ７
计 算 机 工 程 与 设 计
Ｃｏ ｍｐ ｔ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｓｇ ｕ ｅ ｇ ｎ ｅ ｇ ａ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｉ
２０ ０６年 ９月
Ｓ ｐ ．２０ ６ ｅｔ ０
络设计 和优化 。
关 键 词 ： ｉｋ１； 建 模 ； 仿 真 ； 联 合 战 术 信 息 分 发 系 统 ； Ｏ Ｎ Ｔ Ｌｎ ６ Ｐ Ｅ
中 图法分类 号 ： Ｎ １． Ｔ ９９ ２
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ０７ ２ ２０ ） ７３２ —３ １０．０ ４（０ ６ １．２ ３０
能， 并重 点解 决： 能端机 退 出带来 的网络拓 扑结构 变化 问题 ； 路仿 真和 网络仿 真跨 平 台间的接 口问题 ； 于数据 库的快 功 链 基 速 构建 大型 网络仿真 场景 的 问题 。针 对 不同设 置 ， 真 实验 将 获得 各种 情 况下 的网络和 端机 性能指 标 ， 效指 导 Ｌｎ ６网 仿 有 ｉｋ１
基于 Ｏ Ｎ Ｔ的 Ｌｎ 建模与仿真 ＰＥ ｉ １ ｋ ６
崔 昊 ， 匡镜 明， 何 遵 丈
（ 北京 理 工 大学 信 息科 学 与技 术 学摘 要 ： 于 对 Ｌｎ 基 ｉ １ 研 究 ， 立 符 合 Ｏ １ 层 标 准 的 Ｊ Ｉ Ｓ端 机 模 型 和 毁 伤 加 载 节 点 模 型 ， 真 平 台 实 现 Ｌｎ ６ 本 功 ｋ ６的 建 Ｓ分 ＴＤ 仿 ｉｋ１ 基
一种基于OPNET的通信网络半实物仿真模型研究
（ ａ ． Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｓ ｔ ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ； ｂ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ，
黄
பைடு நூலகம்（ 装 备学院
超 ， 程 乃 平
１ ０ １ ４ １ ６ ）
ａ ． 研究 生管理大队 ；ｂ ． 光 电装 备系 ， 北京
摘要 ： 半实物仿真技术在需要对 网络的整体性能 和架构 进行仿 真时 ， 与传 统 的纯模 拟仿 真的方法 相 比， 能够更 加客
观准确地 反映网络的整体运行状况 ； Ｏ Ｐ Ｎ Ｅ Ｔ是主流 的网络仿 真软件之 一 ， 目前对 其半实 物仿真 的研究还不 多 ； 对基
通信 网络 的研究一 直是通信领域 的研究热 点 ， 而 网络仿 真是在 网络 的设计 和验 证过程 中不可 缺少 的环 节 ， 能 为其提
供重要 的参考依据 。 目前 ， 主流的 网络仿 真软件 主要有 Ｏ Ｐ －
方式其结果 的可靠性难 以令人 信服 ， 这 时就需要更 为可靠 的 网络仿真技术 Ｊ 。 半实物仿真技术 ， 可将模拟 的网络场 景接入真 实的网络 中， 在网络数据流交互 的过 程 中， 网络 的整体 运行 状况 能够
ｉ ｓ ａ ｐ ｏ ｗｅ ｆｕ ｒ ｌ ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ＨＩ ＴＬ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｌ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ． Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｋ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ＨＩ ＴＬ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｎｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ，ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｓ ｌｏ ｆ ｗｉ ｎ ｇ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ．Ａ ｈａ ｌ ｆ － ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ＯＰＮＥＴ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｈａ ｌ ｆ － ｒ ｅ ｌ ａ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；Ｓ Ｉ Ｔ Ｌ；ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
对基于OPNET 的军事通信网半实物仿真技术分析
对基于OPNET 的军事通信网半实物仿真技术分析作者：吴冰来源：《中国新通信》 2018年第3期【摘要】网络仿真指的是实现网络协议认证和测试的手段，而半实物网络仿真则是指一种更为精准的网络软硬件检测技术，其是仿真研究领域的一项核心技术，对于网络而言具有极为光明的应用前景。
因此，本文基于OPNET 的概述，重点分析了基于OPNET 的军事通信网半实物仿真技术，以期为相关研究者提供科学参考。
【关键词】 OPNET 军事通信网半实物仿真技术前言：基于OPNET 网络仿真技术，笔者构建了军事通信网络半实物仿真模型。
借助SITL模块，以及时发现规划和运作过程中可能发生的问题并及时加以解决，进而为军事通信网络的优化设计提供借鉴，以此来推动我国军事通信网络的进一步发展，从而为提升部队作战能力和获得局部战争胜利奠定了坚实的技术基础。
一、OPNET 网络仿真软件的概述OPNET 网络仿真软件最早由美国OPNET Technology 公司研发，其可为通讯网模拟提供有力的技术支持，是当前世界范围内最先进的网络仿真研发平台之一。
OPNET 以OPNET Modeler为技术基础，研发出了多种面向不同客户群体的产品，其可有效实现各类通信网络体系的仿真，囊括了无线网、核心网、卫星网以及混合网等等[1]。
二、基于OPNET 的军事通信网半实物仿真技术2.1 架构网络拓扑第一，仿真实务。
基于OPNET 仿真软件，应用SITL 模型，在军事通讯网中接入一台计算机，采用ACE 捕获装置，以有效追踪、捕获和记录计算机程序中的信息数据，同时对其中的关键数据实施高阶分析，主要工作为对通信系统中的FTP 业务、字节流量以及及包传输等进行深入探究。
第二，拓扑选择。
所应用的网路拓扑类型为局部星型拓扑和总体树型拓扑。
第三，应用设备。
所选用的设备或链路都与原物种类一致。
第四，场景构建。
以某军事通信网络为基础，进行压缩和抽象处理，架构实验模型，应用了两台计算机，一台为仿真服务器，一台为半实物仿真工作平台，在前一台中建构军事通讯网络仿真模型，包括两大层次，上层包括FTP 服务器和内部局域网，而下层则囊括了三大基层部门，分别为New York、Washington 和Boston，其中Washington 半实物仿真模块又由SITL 和wkstm 两大模块构成，以此来实现数据的相互连接和传输。
基于OPNET的通信网络半实物仿真方法研究
第24卷 第11期计 算 机 仿 真2007年11月 文章编号:1006-9348(2007)011-0138-06基于OPNET的通信网络半实物仿真方法研究段威,任华,柳海峰(信息系统工程国防科技重点实验室北京分实验室,北京100038)摘要:OPNET作为网络仿真软件具有仿真功能,但基于OPNET的半实物仿真方法的研究较少。
对几种基于OPNET的通信网络半实物仿真方法进行了系统的介绍和分析,比较了方法的优缺点,并探讨了半实物仿真需要注意的问题;最后对一个基于OPNET的通用的通信网络半实物仿真环境进行了介绍,并实现了一个具体的移动自组织网络的半实物仿真,取得了良好的效果。
仿真方法的研究成果能够广泛应用于OPNET网络环境与其它HLA仿真系统、各类真实网络节点、电台等信道传输设备的互连及其综合仿真验证分析。
关键词:半实物仿真;高层体系结构;移动自组织网络中图分类号:TP273.5 文献标识码:AResearch on H ard ware i n L oop Si m ulation of Co mm unicationN et works Based on OPNETDUAN W e,i REN Hua,L IU H ai-feng(K ey L aborato ry o f In f o r m ati on Syste m Eng i neeri ng,Be iji ng Depart m ent,Be ijing100038,Ch i na)ABSTRACT:OPN ET has powe rf u l si m ulati on functi on as a net w ork si m u lati on soft w are,but t he research on H ILS(H ard w are In L oop S i m u l a ti on)based on O PNET i s lack i ng.Several m ethods o f H ILS o f Co mm un ica ti on N et wo rksbased on O PNET a re i ntroduced and ana lyzed,of wh ich the m er its and shortages a re compared,and so m e i m portanti ssues i n H ILS are no ted.Furthermo re,a un i versa lH ILS env iron m ent o f co mmunicati on net wo rks based on O PNET isg i ven,and a H ILS ofM AN ET(M obil e A d-hoc N e t w ork)is carr i ed out.T he resu lts cou l d be w ide l y app lied i n connecti ng the OPN ET w i th o t her si m u lati on system s based on HLA(H i gh Leve lA rch itecture),or rea l net work nodes,orrad i o trans m itters.KEY W ORDS:H ard w are in loop s i m u l ation(H ILS);H igh lev el arch itecture(HLA);MANET1 引言网络仿真能够为网络的规划设计提供可靠的定量依据,能够验证实际方案或比较多个不同的设计方案。
OPNET半实物仿真机制研究
信 息 ５ 程 大 学 学 报 －
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｒ ａ ｆＩ ｆｒ ｔｏ ｇ ｎ ｅｉ ｇ Ｕｎｉｅ ｓｔ ｖ ｒｉ ｙ
Ｖ０ ＿ｌ ． Ｉ ２ Ｎｏ ４
Ａｕ ． 果表 明通 过半 实物 仿真 ， 虚拟 网络会 对 实际通 信产 生 与真实 网络相 同
的影响 。
关键 词 ： 实 物仿 真 ； 现机 制 ； 格 式转换 半 实 包
中 图 分 类 号 ： Ｐ ９ ． Ｔ ３ １９ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １— ６ ３ ２ １ ）４— ５ ９— ４ １７ ０ ７ （ ０ １ ０ ０ ０ ０
ｎ ｌｓｓ Ａ ｅ ｐ ｓｕ ｆＨＩ ｃ ａ ｉｍ ｎ ＯＰＮＥＴ ｉ ｄ ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｔ ｒｉ ｇ ｗｉｈ ａ ａ ｙ ｉ ｇ ａ ｙ ｉ． ｄ ｅ ｔｄｙ ｏ ＬＳ ｍｅ ｈ ｎｓ ｉ ｓｍａ ｅ ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ．Ｓ ａ ｔｎ ｔ ｎ ｌ ｚｎ
ｍ ｕ ｉａ ｉｎ ｉ ｈｅ ｓ ｍ ｅ ｗａ ｓｒ ａ ｅｗｏｋｓｄｏ ｎ ｅ ｔｏ ｎ ｔ ａ ｙ ａ ｅ ｌｎ ｔ ｒ ． Ｋ ｅ ｒ ｓ： ａ ｄ ｒ —ｎ ｔ ｅ ｌｏ ｉ ｕ ａｉｎ； ｒａ ｉａｉｎ ｍ ｅ ｈ ｎｉｍ ；ｐａ ｋ ｔｆｒ ｔｔａ ｓａｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｉ —ｈ —ｏ ｐ ｓｍ ｌｔｏ ｅ ｌｚ ｔｏ ｃ ａ ｓ ｃ ｅ ｏ ｍａ ｒ ｎ ｌｔｏ
（ｎ ｔｕｅｏ ｌｃｒｎｃＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｉｓ ｔｔ ｆＥｅ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏｏｙ，Ｉｆｒ ｔ ｎＥｎ ｉｅｒｎ ｉｅｓｔ ，Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ０ ｉ ｏ ｎｏｍａｉ ｇｎ ｅｉｇＵｎｖｒｉ ｏ ｙ ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ４，Ｃ ｉａ ｈｎ ）
一种基于OPNET的网络半实物仿真模型_张筱
一种基于OPNET的网络半实物仿真模型_张筱技术创新仿真技术您的论文得到两院院士关注一种基于ＯＰＮＥＴ的网络半实物仿真模型ＨａｒｄｗａｒｅｉｎＬｏｏｐＮｅｔｗｏｒｋＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＯＰＮＥＴ（１．清华大学微波与数字通信国家重点实验室；２．清华大学深圳研究生院）张筱１，２林孝康１，２ＺＨＡＮＧＸＩＡＯＬＩＮＸＩＡＯＫＡＮＧ摘要：软件仿真是研究网络性能的重要手段，但目前不断扩大的网络规模，日趋复杂的网络架构却使仿真建模的准确性和仿真结果可靠性验证越来越困难。
而半实物仿真将硬件设备嵌入软件仿真中，能提供更客观准确的仿真结果。
本文提出了一种新的基于ＯＰＮＥＴ的网络半实物仿真模型ＨＩＯＰ（Ｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎ－ｌｏｏｐｗｉｔｈＯＰＮＥＴ），使实际节点映射到虚拟仿真网络中。
模型能将实际网络和ＯＰＮＥＴ虚拟网络有效结合起来，既避免了建立复杂的实物测试平台，又提高了仿真的可信度。
关键词：半实物仿真；ＯＰＮＥＴ；网络仿真中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎｅｔｗｏｒｋｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｃｕｒｒｅｎｔｌｙｉｔｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｄｉｆ－ｆｉｃｕｌｔｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓａｎｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｒａｐｉｄｌｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｓｃａｌｅａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＡｎｄＨＩＬ（Ｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎ－ｌｏｏｐ）ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｖｉｄｅｓｍｏｒｅｅｘａｃｔｌｙｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｗｎｅｔｗｏｒｋｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎ－ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌＨＩＯＰ，ｗｈｉｃｈｃａｎｍａｐｔｈｅｒｅａｌｎｏｄｅｉｎｔｏｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｎｅｔｗｏｒｋ．ＴｈｅＨＩＯＰｍｏｄｅｌｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅｒｅａｌｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈＯＰＮＥＴｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ，ｗｈｉｃｈｃａｎａｖｏｉｄｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｈａｒｄｗａｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎ－ｌｏｏｐ，ＯＰＮＥＴ，Ｎｅｔｗｏｒｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ文章编号：１００８－０５７０（２００７）０１－１－０２５７－０２１引言随着互联网迅速发展，网络规模的扩大、结构的复杂化以及网络应用的多样化，使得全网的性能进行分析变得非常困难，除理论研究外，仿真和测试是分析网络性能的主要方法，包括软件仿真（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、硬件仿真（ｅｍｕｌａｔｉｏｎ）和现场测试，以及半实物仿真：１）软件仿真：ＮＳ２、ＯＰＮＥＴ、Ｑｕａｌｎｅｔ等仿真软件通过建立虚拟的网络场景，模拟网络行为，从而获取特定的网络特性参数，为分析复杂网络性能和进行网络规划提供了重要依据。
Link16数据链建模与仿真
０ 引言
Ｌｎ １ ｉｋ６数 据 链 通 信 信 号 工 作 在 ９０ ｚ～ ６ ＭＨ １０ ＭＨ 频段 ， ２６ ｚ 是一 种保 密 、 干扰 、 截 获 概 率 的 抗 低 通 信链 路 ， 用 距 离 达 ５０ ｍ。Ｌｎ ｌ 据链 的通 作 ５ｋ ｉｋ６数 信标 准 是 ＪＩＳ Ｊｉｔ ａｔａ Ｉｆ ｍ ｔ ｎＤ ｔ Ｓｓ ＴＤ （ｏｎ Ｔｃｃ ｎｏ ａｏ ａ ｙ— ｉｌ ｒ ｉ ａ
１ Ｌｎ １ ｉ ６数据 链 建 模 ｋ
１ １ Ｌｎ ｌ 据链 网络域建 模 ． ｉｋ ６数
在 网络 域建 模 ， 是 生产 网络 的拓 扑模 型 。本 就 仿 真构 建 的是 含 有 卫 星 中继 节 点 的 Ｌｎ ｌ 据 链 ｉｋ６数
Ｌｎ １ ｉｋ ６仿真模 型是 使用 网络建 模仿 真工 具 Ｏ — Ｐ Ｎ Ｔ开 发 的 Ｊ Ｐ Ｅ Ｅ 。Ｏ Ｎ Ｔ采 用分层 建模 机 制 、 离散 事 件调 度方 法 、 于包 的通 信机制 ， 基 并且 内嵌 了多种流 量建 模方 法 ， 因此特 别 适 合 于通 信 网络 的建模 与仿 真 ｊ Ｐ Ｅ 。Ｏ Ｎ Ｔ采用 基 于 网络 模 型 、 点模 型 、 程 节 进 模型 ３层模 型进 行建模 ， 过模 拟包在 网络 中运行 ， 通
基于OPNET的网络实验教学半实物仿真研究
０ 引 言
分层标准 ，能够对 网络 中的不同层次进行仿 真 ，而且其协议 的描 述使
用到了较为常用的 Ｃ／Ｃ＋＋语言 ，能够更加方便人们 的使用 ；第 三 ，模拟
随着网络 技术 的不 断发展 ，网络之 间的通信 协议 变得越 来越 复 的技术 比较先进 ，在 ＯＰＮＥＴ网络仿真平 台中使用到 了面 向对象 的建
验原有 仿真模 型的准确性 ，同时可以对 某个组 成部分 的可靠性进行检 会对包 的到达事件作出及时地反映 ；相反如果是基于事件 的仿真方式
验 ，并能够灵活地调整其中的某些参 数。由于半实物仿 真具有以上这 那 么 就 能 够 对 接 收 包 的 时 间 进 行 及 时 地 响应 。
些特 点 ，所 以 在 仿 真 过 程 中 有 着 非 常 重 要 的作 用 。
项目与课曩
Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆技Ｔｅｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏ ｎ
科技 · 探索·争鸣
基于 ＯＰＮＥＴ的网络实验教学半实物仿真研究
赵 建军 （浙江 海 洋大 学 ，浙江 舟 山 ３１６０００）
【摘 要 】随着网络技术 的进一 步提 高 ，在 网络 实验教 学中需要使 用仿 真手段将模拟 网络与真 实网络相连接 ，在 半实物仿 真 系统的模拟 过 程 中，需要利 用一 些仿真软件 才能够解 决模拟 网络与真 实网络之 间的通信。本文简要介 绍半实物仿真 的概念 ，进而介绍 了ＯＰＥＮＴ这种仿 真软 件 ，最后论述 了在 网络 实验教 学中应 用 ＯＰＮＥＴ仿真软件的 内容 。
２．２ ＯＰＮＥＴ的通 信 机 制
１．２ 半 实物仿真中的关键技术
基于OPNET的半实物仿真平台设计和路由协议分析
基于OPNET的半实物仿真平台设计和路由协议分析
贾国材;韩帅;李响
【期刊名称】《信息技术与标准化》
【年(卷),期】2016(0)11
【摘要】对SITL原理和半实物仿真模型设计步骤进行了详细阐述,在此基础上,设计出具有20个节点的广域网半实物仿真平台,成功实现了对RIP和OSPF两种路由协议在网络收敛性、协议开销、网络时延、网络吞吐量四个方面性能指标的对比和分析.实验表明,基于SITL的半实物仿真平台可以完美结合虚拟网络和实际网络,直观地显示出不同路由协议的性能差异,从而为协议的验证提供客观、可靠依据.【总页数】5页(P64-68)
【作者】贾国材;韩帅;李响
【作者单位】联通系统集成有限公司;联通系统集成有限公司;联通系统集成有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种基于OPNET的通信网络半实物仿真模型研究 [J], 黄超;程乃平
2.基于OPNET的网络实验教学半实物仿真研究 [J], 赵建军
3.基于OPNET的多媒体业务半实物仿真平台 [J], 欧阳峰;刘强
4.基于OPNET的网络实验教学半实物仿真研究 [J], 赵建军
5.OPNET平台下视频会议系统性能的半实物仿真方法探析 [J], 邵海霞;张新华;王义
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基于Link-16的数据链网络性能分析系统研究与设计
第8期2019年4月No.8April，2019数据链系统是当今军事电子信息系统中的核心无线网络通信系统，主要用于实现指控平台、探测平台及武器平台之间的信息交互功能，能够在不同的平台间形成紧密的战术链接关系。
数据链系统是应用于战场环境下的网络信息系统，由于其应用场景的复杂地理环境和电磁环境及军事应用背景，数据链系统应提供持续可靠的通信服务，并且需要及时掌握数据链系统的网络性能，同时根据网络性能快速做出对应决策，保证数据链系统网络的稳定运行。
本文以Link-16数据链应用过程中产生的海量数据为依据，采用多个角度从多个指标分析网络性能，从而能够准确地了解和掌握Link-16数据链网络整体运行情况，发现网络运行规律。
1 Link-16简介Link-16，也称为联合战术信息分配系统（Joint Tactical Information Distribution System ，JTIDS ），是一种海、陆、空三军使用的大型综合战术数据链，采用直序扩频、高速跳频等技术，具有容量大、保密性好、抗干扰能力强、使用灵活、功能齐全等特点，是指挥控制与各作战单位之间大量信息交换主要依赖的高速数据分发的重要系统，是C4KISR 系统的重要组成部分[1]。
Link-16采用的是时分多址（Time Division Multiple Access ，TDMA ）工作方式，把整个时间轴按时间段划分，传输的时间以时隙来分配。
Link-16的系统时间划分包含时元、时帧、时隙，其中，一天24 h 分为112.5个时元，每个时元的长度为12.7 min ；每个时元又分为64个时帧，每个时帧的长度为12 s 。
每个时帧分为1 536个时隙，每个时隙的长度为7.812 5 ms [2]。
在每个时元中为每个Link-16系统的成员分配一定数量的时隙以发射信号，而在不发射信号的时隙中则接收其他成员所发射的信号。
为支持作战通信需求，Link-16将不同功能划分为不同的网络参与组（Network Participation Group ，NPG ），时隙资源先分配给NPG ，然后再分配给加入NPG 的用户。
一种基于OPNET的通信网络实时仿真方法[发明专利]
![一种基于OPNET的通信网络实时仿真方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d2bb7ae876c66137ef06192a.png)
专利名称：一种基于OPNET的通信网络实时仿真方法
专利类型：发明专利
发明人：薛姬荣,李广运,孟红,宋毅,朱丹,孙勇,黄丹,任海龙,李文伟,高亮,冯源,周恒,禹萍
申请号：CN201310383195.8
申请日：20130829
公开号：CN103414612A
公开日：
20131127
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于通信仿真技术领域，具体涉及一种基于OPNET的通信网络实时仿真方法。
与现有技术相比较，本发明技术方案基于网络负载均衡分析将大型通信网络进行分布式处理，布置多个仿真节点，提高运算效率；在每个仿真节点处，依靠HLA分布式交互集成规范，优选通过基于HLA分布式交互系统的FED文件的应用方法，将多个仿真节点无缝的集成在一起，形成一个一体的分布式大型通信网络仿真系统；最后，单个仿真节点利用多核并行计算技术，提高通信网络实时仿真的效率。
申请人：中国兵器科学研究院
地址：100089 北京市海淀区车道沟十号院
国籍：CN
代理机构：中国兵器工业集团公司专利中心
代理人：刘东升
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多平台组网OPNET仿真技术
多平台组网OPNET仿真技术V o1.35.No.8Aug,2010火力与指挥控制FireControl&CommandControl第35卷第8期2010年8月文章编号:1002一O64O(2O1O)O8—0136—04多平台组网OPNET仿真技术殷琪琪,李元祥,敬忠良(上海交通大学空天科学技术研究院,上海200240)摘要:利用网络通信仿真软件OPNET对以预警机为指控中心的多平台组网进行仿真研究.仿真参照Link16数据链,多平台之间采用TDMA方式进行组网;利用0PNET对该无线网络进行建模和仿真;并利用OPNET的ESD模块,设计了一种OPNET与外部视频流进行协同仿真的环境.最后就TDMA时隙分配策略对无线网络通信性能的影响进行了分析.关键词:OPNET,预警机,Link16,协同仿真,时分多址中图分类号:TP391.9文献标识码:AMulti-platformNetworkSimulationbasedonOPNETYINQi—qi,LIYuan—xiang,JINGZhong—liang (InstituteofAerospaceSci.&Tech.,ShanghaiJiaotongUniversity,Sha nghai200240,China)Abstract:BasedonthenetworksimulationsoftwareOPNET,thispaperstudie sthesimulationandthestructureofmulti—platformnetwork,whichtakestheAirborneEarlyWarnin gSystem(AEWS)asthecenterofcommandandcontro1.AccordingtoLinkl6widelyusedbyAmerica narmy,themulti—platform datalinkiSorganizedusingTimeDivisionMultipleAccess(TDMA).Thewel l—knownsimulationsoftware OPNETiSemployedtosimulateandmodelthemulti—platformnetwork.AC O—simulationenvironmentiSconstructedbetweenexterna1realvideostreamandOPNETkernelbyuseofth eESDmodule.Finally.the networkstabilityandeffectivityiSanalyzedwithregardtoTDMAtimeslot. Keywords:OPNET,AEWS,Linkl6,CO～simulation,TDMA已f吉√I口当今时代,随着高技术军事装备的迅猛发展,作战的区域早已从陆地扩展到海上和空中,现代战争已演变成各个体系之间的对抗.预警机(AEWS)是机载预警和控制系统飞机的简称.是装有雷达,可以用于搜索,监视海上和空中目标,并指挥己方飞机执行任务的飞机.在现代战争中,预警机还能够与电子战飞机一起协同实施电子侦察,干扰,并作为空中战术通信的中继平台完成联合战术信息分发等任务. 所以,综合了各种强大功能的预警机被誉为现代战争中的”空中多面手”.预警机的主要作用体现在:预警,警戒,指挥控制,空中通信中心等方面L1].Link16是在美国联合战术信息分发系统收稿日期:2009—06—17修回日期:2009—09—08 *基金项目:国防运研基金资助项目作者简介:殷琪琪(1984一),男,上海人,硕士研究生,研究方向:通信网络仿真.(JTIDS)的基础上发展形成的新一代数据链.是一种高速,双向,保密,抗干扰能力强的数据链,具有跳频,扩频等抗干扰能力.Linkl6采用TDMA组网方式组网,工作在960MHz～1215MHz频段,传输速率为28.8kb/s～115.2kb/s,跳频速率为76900次/s,能同时支持大约2O个网络工作,网内成员多达上百个甚至更多.Link16的最大通信距离可以达到500英里.每个成员利用所分配到的时隙依次发送数据,并可通过中继实现超视距数据传输.Link16广泛用于美国及北约各国军队,2O世纪9O年代初才正式装载平台[2].本文参照IAnkl6的I’DMA组网方式,利用OPNET网络仿真平台.埘以预警机为中心的多平台组网进行仿真研究.l网络拓扑和场景描述在战争场景中,当有敌机和敌舰靠近我方时,预警机将发挥其预警警戒的作用,第一时间发现敌方.接着,预警机将指挥控制我方作战单位对敌方进行殷琪琪,等:多平台组网OPNET仿真技术(总第35--1389)?137? 拦截攻击.对于远程的敌方单位,预警机将指挥侦察机进行跟踪监控,并作为空中通信平台及时地转发侦察机所获取的信息.图1网络拓扑模型以预警机为指控中心的多平台组网,其网络拓扑结构如图1所示.图中的模型包括8个节点,分布在300km×300km的地域内,箭头代表着节点移动的方向.其中,我方的通信网络有6个节点,包括1架预警机,两架侦察机,2架战斗机和一个地面站.敌方有2个节点:敌机和敌舰,均不参与通信.本文设定的场景如下:我方预警机通过远程雷达发现敌机和敌舰,完成预警警戒功能.接着,将敌机的坐标发送给侦察机1和战斗机1,敌战舰的坐标发送给侦察机2和战斗机2,从而指挥控制我方战斗机和侦察机进行拦截侦察任务.战斗机和侦察机通过得到来自预警机的数据包获取目标的坐标后靠近敌目标.侦察机将拍摄到的敌机和敌舰的图像信息发送给预警机,预警机作为空中通信中心,接收后再转发给地面站.我方的战斗机和地面站也实时地发送自身坐标信息和指令信息给预警机.2OPNET仿真建模OPNET是当今网络仿真及优化领域性能较好的软件.它的出现,为通信网络的仿真和优化,以及高效的网络管理提供了完善的解决方案.OPNET采用三层建模机制:最上层为网络层,反映了网络的拓扑结构特点;其次为节点层,由相应的协议模块构成,反映了设备的特性;最底层为进程层,以状态机的形式来描述协议,反映了协议具体功能的实现过程.这种三层模型建模和实际的协议,设备和网络完全对应,全面反映了网络的相关特性_2].根据Link16的TDMA组网设计特点,进程层模型中TDMA模块共由5个状态组成,如图2所示.图中直线表示无条件转移,虚线表示有条件转移,各个状态的作用以及相互转换条件如下:①init 状态,是整个模型的入口,完成模块协议的初始化,包括设置节点的时隙参数(Link16为该节点所分配的时隙),数据包延时,信道吞吐量等统计变量的初始化.②idle状态,负责判断当前转移条件,并决定是继续保持在原状态还是转移到frsrc状态,tx状态或者执行rx()函数块.③frSrC状态,负责接收来自SOUrCe模块的数据包并存储到相应的发送缓冲队列中.④tx状态:判断当前仿真时间是否处于该节点的时隙内,如果在时隙内,判断此时隙留给该节点发送数据包的时间是否能完成整个包的发送, 条件成立发送数据包.若当前仿真时间不在该节点的时隙内,为该节点在下一个自己的时隙安排一个中断.⑤rx()函数块:负责接收来自物理层的无线接收机模块的数据包.图2TDMA模块的进程模型3oPNET和外部程序的协同仿真多平台的数据流设计成来自外部的真实数据包,因此需要OPNET和外部系统进行协同仿真,同时外部系统要通过调用WinPcap驱动接口来捕获网卡上的数据包流.3.1OPNET和外部系统协同仿真的一般架构[3 OPNETCo-SimulationProcess’OPNET’Sexternalsystem(esys)interfaceOPNETSimulatiOn—OP—N—ET—s厂_im—llatiO卜__lrModelSr_1Kernel图3OPNET与外部程序协同仿真的进程结构嗣—_簟-一龟登篓兰====篓∞……”...一～————一......__Jr④广一～一lL”～i#H～;i龄;;:基.rM…m—n,魍[]～璺j图4Esys模块如图3所示,OPNET和外部数据流协同仿真138(总第35--1390)火力与指挥控制2010年第8期的整体架构包括OPNET内部仿真,OPNET与外部系统Esys(ExternalSystem)的接口,以及外部系统(包括外部的执行程序和相关的组成部分等). OPNET内部仿真主要包括0PNET模型和仿真内核,OPNET与外部系统Esys的接口主要解决OPNET内部和外部系统的交互通信,仿真同步等问题.外部系统可以exe或dll的形式主动或被动参与到整个协同仿真中来.OPNET和外部系统的协同仿真编程,涉及接口模块和接口函数两部分.接口模块包括Esys模块,ESD模型(ExternalSystemDefinition)和ESD/ Esys接口.Esys模块(如图4所示)位于OPNET的节点层模型中,除了有一般的进程模型外,还包括ESD模型.ESD模型的结构如图5所示.该模型由SD (Simulatordescription)文件和ESD/Esys接口定义两个部分组成,SD文件供OPNET和外部程序编译和链接时使用,而ESD/Esys接口则定义了OPNET内部与外部通信的接口.接口函数包括opesys核心函数,Esys接口中断和ESA(ExternalSimulationAccess)API函数. opesys核心函数包括opesysinter{acevalueset(),opesysinterfacevalueget()等,提供OPNET内部对接口值的读写.Esys接口中断是在Esys接口有数据写入时自动触发的中断类型,供内部编程使用.ESAAPI函数则是供外部系统使用, 以配合OPNET内核推动仿真进行的API函数,主要包括仿真初始化,时间推进,仿真中止,读写仿真时间,实现与Esys接口的数据交换等功能.…f__-_一_●?_●_?—●—I●_-?—____l—……f”.0……0dh…一0…………………….|I尝罢驾善:婴善一一～t,￡:≥■0一j:■:一j～:..::～羔一一图5ESD模型3.2WinPcap简介WinPcap是一个基于Win32平台,用于捕获网络数据包并进行分析的开源库,其目的是让Win32 应用程序直接访问网络中的数据包.WinPcap提供了以下功能:捕获原始数据包,无论是发往某台机器的,还是在其他设备(共享媒介)上进行交换的;在数据包发送给某应用程序前, 根据用户指定的规则过滤数据包;将原始数据包通过网络发送出去;收集并统计网络流量信息.3.3OPNET和外部数据流协同仿真的设计本文以视频流作为外部数据源,设计方案同样适用于语音等其他数据流.所设计的方案架构图6 所示.臣三凰仿真主机{从机2屋::I./一一[三图6OPNET与外部数据流协同仿真的架构图6中,整个仿真架构包括局域网内的一台仿真主机和两台仿真从机.仿真主机主要包括网卡,外部协同仿真程序和OPNET仿真内核组成,仿真从机包括视频流,限速软件,网卡等.两台从机分别产生一个视频流,借助限速软件NETLimiter将速度限制在256kb/s左右,通过网卡传输到仿真主机. 仿真主机的外部协同仿真程序通过调用WinPcap 的API函数,捕获主机网卡上收到的数据包,根据数据包中不同的端口辨识出相应的视频流,传输到OPNET仿真内核中.同时,主机的外部协同仿真程序通过使用OPNET的ESAAPI函数,来实现与OPNET内核的仿真同步,仿真推进等问题.通过OPNET内核运行仿真,得到网络性能仿真结果.4仿真结果及分析无线通信网络性能的评价指标主要有网络实时性,有效性和可靠性.网络的延时情况反映实时性, 各节点业务量和吞吐量的情况反映了网络的有效性,接收端误码率情况反映了网络的可靠性.4.1仿真系统运行模式和参数整个系统中,我方的6个节点情况如下,两架侦察机发送速率为256kb/s的视频流给预警机.战斗机1,2以及地面站将发送数据速率为56kb/s的语音信号给预警机.预警机分别发送速率为56kb/s的数据流(包含敌方目标坐标)给两架战斗机和两架侦察机,并将来自于两架侦察机的视频流信号转发给地面站.总数据量约为1.4Mb/s,收发信道的数据速率设为1.8Mb/s,保证了一定的冗余.信道带宽1500Hz,载波频率为969MHz,调制方式为b psk,TDMA模块的单位时隙长度为7.8125ms,仿真时问为5s.仿真试验时,考虑以下两种情况:①时隙分配按各平台实际业务量分配(理想情况)下的网络性能;②其余各种不同的时隙分配策略下的网络性能.殷琪琪,等:多平台组网OPNET仿真技术(总第35—1391)?139?4.2基于平台业务量分配时隙的网络性能根据业务量,分配给战斗机(1架),预警机,侦察机(1架),地面站的时隙数之比为1:15:5:1.即整个时帧共28个时隙.4.2.1网络的吞吐量如图7,图8所示,理想情况下,由于所有节点都实现了时分复用,合理地利用了信道资源,不产生冲突,且信道速率在总的业务量上还有一定的冗余,因此,各节点都能理想的将所有业务量完全发送.且信道利用率近似等于业务量与信道速率(1.8Mb/S)的比值.图7理想情况下,各节点发图8各节点发送端信道送信道吞吐量利用率4.2.2网络的延时性能图9是预警机接收的数据包延时情况.本仿真中数据包的延时主要原因是由于时分多址的组网方式造成的.节点产生的数据包必须要等到属于它的时隙中才能发送.例如,对于侦察机而言,一时帧中有5个时隙可供发送数据包,其余的23个时隙中产生的数据包要等待下一个属于它的时隙.另外,因为信道速率比起业务量有冗余,且时隙分配是按照业务量的,因此在这23个时隙中累积的数据包在接下来的5个时隙都能完全发送出去.推算出这些数据包的平均延时是l1.5个时隙,即0.0078125×11.5—0.089S图9预警机接收的数据包延时情况4.3不同时隙分配方式下的网络性能不同的时隙分配方式主要影响各节点的吞吐量和网络的延时情况.4.3.1各节点的吞吐量由于不同的时隙分配方式会严重影响大业务量节点的吞吐量和信道的利用率,因此如图1O,l1所示,对于大业务量的预警机而言,战斗机(1架),预警机,侦察机(1架),地面站的时隙数之比为1:15:5:1时最为理想,这一比例也是最符合业务量的比值的.当比值降为1:5:5:1甚至1:1:1:1时,预警机的吞吐量,即预警机所分配到的信道资源被大大压缩,从而显着影响业务量的发送.但是当预警机分配到的信道资源增加,即比值变为1:25:5:1,甚至1:25:2:1时,其吞吐量反而减小.其原因是,资源的增加必然会占用其他节点的资源,尤其是业务量仅次于侦察机的资源.侦察机无法正常地将它的业务量完全发送,而预警机的业务量中很大一部分是转发侦察机发送来的视频流,因此导致预警机本身业务量的下降,使得增加给它的信道资源得不到充分的利用.图1O预警机发送信道吞吐图儿预警机发送信道利量曲线用率4.3.2网络的延时性能如图12所示,预警机接收的,来自地面站的数据包延时性能,会随着时隙分配比例的不同而显着变化.当地面站分配到的信道资源足够自身业务量的发送,延时主要由帧长决定,约等于帧长的一半. 在1:25:5:1时,地面站分配到的信道资源已经不足以满足自身的业务量.因此,数据包无法及时发送而产生堆积,导致延时不稳定,随着时间线性增长.在1:25:2:1时虽然地面站分配到的信道资源已经很少,但由于信道速率对于总业务量而言存在冗余,因此依然能够正常的完成业务量的发送,有稳定的延时.在几种延时稳定情况下,1:25:2:1时的一帧长度最大,因此延时也最大.1:1:1:1时的一帧长度最小,延时也最小.图l2预警机接收来自地面图13预警机接收来自侦站的数据包延时察机的数据包延时(下转第154页)154?(总第35—1406)火力与指挥控制2010年第8期l光电载荷实Il际测量值广————————]匿蓑;按照本文软标校算法进行仿真,结果如图4所示.通过仿真误差结果,可看出本文提出的方法能够有效地标校光电载荷存在的安装误差.在仿真中, 对于平台的航路设计没有特殊要求,所以不会增加平台操控的难度,从而具有更强的适用性.6结论本文提出了一种利用空中机动平台光电载荷的测角功能和已知的控制站位置信息实现载荷安装误差标校的方法.相比传统的标校方法,实施方便,易于操作;而且可将这种方法扩展到车载,船载设备的安装误差标校中,具有一定的工程应用价值.参考文献:Eli许自富,阮安路,张腻,等.无人机机载传感器现场校准系统的设计[J].仪器仪表学报,2007,28(增): 28—41.[2]刘诗斌.无人机磁航向测量的自动罗差补偿研究EJ].航空学报,2007,28(2):8-15.[3]刘诗斌,冯晓毅,李宏.基于椭圆假设的电子罗盘误差补偿方法[J].传感器技术,2002,21(10):57—61.[4]孙仲康,周一字,何黎星,等.单多基地有源无源定位技术[M].北京:国防工业出版社,1996.[63刘诗斌,严家明,孙希任.无人机航向测量的罗差修正研究[J].航空学报,2000,21(1):10—17.[6]孔祥元,郭际明,刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉:武汉大学出版社,2004.[7]宁津生,刘经南,陈俊勇,等.现代大地测量理论与技术FM].武汉:武汉大学出版社,2006.[8]姜礼平,吴晓平,戴明强,等.工程数学[M].武汉:湖北科学技术出版社,2000.[9]伊文天.方位角的GPS测量方法I-J].测绘与空间地理信息,2008,3I(2):120—122.(上接第139页)如图13所示,预警机接收来自侦察机的数据包延时性能中,侦察机除了1:15:5:1,1:5:5:1和1:1:1:1时分配到的资源足够自身业务量的发送,其余情况下数据包均无法得到及时的发送而产生堆积,导致总体上延时随时间线性增长.5结束语本文在以预警机为指控中心的多平台组网的网络中心战背景下,提出了一种利用OPNET仿真平台,基于Link16数据链的TDMA组网方式进行建模与仿真的设计方法,并就不同时隙分配策略下的网络性能进行仿真,以考察网络的实时性,有效性和可靠性.另外,本文根据实际背景需求,加入了OPNET的ESD模块,以实现OPNET与外部视频流的协同仿真.参考文献:[1]张剑波,李新国,曾颖超.预警机引导战斗机的仿真研究[J].科学技术与工程,2007,7(1O):44—46. [2]李卫,王杉,魏急波.基于OPNET的Link16建模与仿真[J].系统工程与电子技术,2006,28(7):4O～43.E3]OPNETTechnologiesInc,InterfacingMultiple SimulatorsUsingOPNETCo—Simulation Technologies(0PNETW0RKPRESENTA TION Session1532)rR].London,2007.。
基于OPNET的Link 16建模与仿真
基于OPNET的Link 16建模与仿真
崔昊;匡镜明;何遵文
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2006(27)17
【摘要】基于对Link 16的研究,建立符合OSI分层标准的JTIDS端机模型和毁伤加载节点模型,仿真平台实现Link 16基本功能,并重点解决:功能端机退出带来的网络拓扑结构变化问题;链路仿真和网络仿真跨平台间的接口问题;基于数据库的快速构建大型网络仿真场景的问题.针对不同设置,仿真实验将获得各种情况下的网络和端机性能指标,有效指导Link 16网络设计和优化.
【总页数】3页(P3223-3225)
【作者】崔昊;匡镜明;何遵文
【作者单位】北京理工大学,信息科学与技术学院电子工程系,北京,100081;北京理工大学,信息科学与技术学院电子工程系,北京,100081;北京理工大学,信息科学与技术学院电子工程系,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.2
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1.基于Opnet的Link16网络仿真与性能分析 [J], 刘建民;杨瑞娟;程宏斌;邵占智
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3.基于OPNET的Link16网络仿真平台设计 [J], 陈春明;王可人;郭建蓬
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5.一种基于OPNET的Link16数据链半实物仿真方法研究 [J], 范士奎;郑龙;王玉文;孟凡计
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Link16平台中主机协议模块的研究与实现
Link16平台中主机协议模块的研究与实现Link16战术数据链是用于交换实时战术数据的军事单位,最早起源于美国,以J序列消息作为交换媒介。
Link16战术数据链具有高速率、大容量、抗干扰能力强、安全保密、时分多址等特性,是美国陆、海、空三军协同作战的主要通信方式。
由于战术数据链的特殊性和保密性,对于如何实现Link16战术数据链系统,目前并没有公开的统一标准。
通过对Link16协议的学习,本文重点研究了
Link16消息(包括初始化消息、配置消息、J序列消息中的监视及电子战消息),以及消息的传输机制等,在研究理论知识的基础上进行设计与实现。
本文的Link16平台包括主机和端机两个部分。
对于主机部分,本文提出了Link16平台主机协议模块的设计方案,实现了主机对Link16平台的人机交互、主机消息编解码、对端机的初始化和配置及消息处理调度功能。
最后通过测试用例的设计,对主机协议模块的子模块、本端、对端的功能进行了验证。
基于本文的研究,可以将Link16平台扩展为一个真实的作战系统,也可扩展为模拟系统进行仿真研究。
因此,Link16平台主机协议模块的研究与实现对于未来Link16战术数据链的发展具有一定的参考价值和现实意义。
Link 16数据链协议一致性测试方法研究
Link 16数据链协议一致性测试方法研究
陈升来
【期刊名称】《信息化研究》
【年(卷),期】2014(40)2
【摘要】Link 16为美国三军主用数据链装备,其消息标准与作战应用紧密结合,具有消息种类多、消息实现复杂等特点。
文章在分析Link 16消息标准的基础上,提出一种Link 16数据链协议一致性测试方法。
首先,阐述数据链协议一致性测试原理;其次,针对消息处理的复杂性,提出基于因果图的测试用例设计方法,确保测试用例能够有效覆盖消息处理路径;最后,详细论述本地操作员触发的测试方法和远端消息触发的测试方法,实现消息编解码、收发规则、战术功能处理等方面的测试,保证了消息实现与消息标准一致。
【总页数】4页(P38-41)
【关键词】数据链;协议一致性测试;因果图法
【作者】陈升来
【作者单位】中国电子科技集团公司第28研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP306.2
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1.战场神经网络进化论——Link16数据链的发展与演进：Link16应用的扩展 [J], 张明德
2.战场神经网络进化论——Link 16数据链的发展与演进新世代的Link 16终端机[J], 张明德
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4.低轨卫星Link16数据链关键技术研究 [J], 孙召;陶孝锋
5.基于建模与仿真的Link-16协议一致性测试 [J], 田万勇;赵露露;杜利刚;胡军锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Link-16数据链信号模拟
Link-16数据链信号模拟
张允
【期刊名称】《舰船电子对抗》
【年(卷),期】2013(036)006
【摘要】分析了Link-16数据链信号的特点,描述了数据链的时隙结构、信号时序以及跳频、跳时、信息编码、扩频等实现过程,结合工程实际阐述了信号的产生方法,模拟产生了数据链终端发送的射频信号.
【总页数】4页(P83-85,89)
【作者】张允
【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.3
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1.基于Link-16的数据链网络性能分析系统研究与设计 [J], 贺小宝
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5.基于案例混合式学习的美军Link-16数据链课堂教学设计 [J], 何林远; 高山; 任宇环; 王晨; 马时平
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基于HLA的Link-16数据链网络仿真平台构筑的开题报告
基于HLA的Link-16数据链网络仿真平台构筑的开题报告一、项目背景和意义随着现代信息技术的不断发展和进步，军事作战的形式也在不断变革和更新。
其中，数据链技术的出现与应用，彻底改变了军事作战的方式和手段，对于指挥控制、情报共享等方面的提升效果显著。
其中，Link-16数据链是一种目前广泛应用于军事通信中的数据链技术，可用于实现多个平台的互联互通，从而实现战场信息共享和快速反应。
为了更好地在现代战争中应用和发挥这种技术，建立和构建一个可行的仿真平台是至关重要的。
因此，基于HLA技术的Link-16数据链网络仿真平台的构建和研究，成为了一个备受关注和研究的重要课题。
二、研究对象和内容本研究将构建一个基于HLA技术的Link-16数据链网络仿真平台，并从以下几个方面展开研究：1. 系统架构设计对于仿真平台的系统架构设计，本文将从HLA标准的视角出发，结合Link-16数据链的特点，提出一种合理的系统架构，并进一步优化和完善。
2. 网络通信协议在仿真平台有效运行的过程中，网络通信必不可少。
因此，本研究将对Link-16数据链的通信协议进行深入研究，并采用合适的协议进行仿真平台的网络通信模拟。
3. 数据链仿真模型在Link-16数据链的仿真平台中，数据链仿真模型是实现数据传输和处理的重要基础。
因此，本研究将结合Link-16数据链的实际应用情况，建立一个适合于仿真平台的数据链仿真模型。
4. 数字信号处理算法Link-16数据链中通过数字信号处理实现对信号的处理和分析，而数字信号处理的算法设计和优化，能够有效地提高仿真平台的运行效率和准确性。
因此，本研究将重点研究数字信号处理算法的设计和优化。
5. 系统性能测试对于Link-16数据链网络仿真平台来说，系统性能测试是重中之重。
本研究将从不同的角度和方面，对仿真平台的性能进行测试和评估，为平台的优化和进一步开发提供参考和依据。
三、研究目标和特点1. 研究目标（1）提出一种合理的基于HLA技术的Link-16数据链网络仿真平台的系统架构；（2）建立一个适合于仿真平台的数据链仿真模型；（3）研究数字信号处理算法的设计和优化；（4）对仿真平台的性能进行测试和评估。
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2011 年第 4 期总第 123 期
中国产业 Industry of China 73
信息产业
本地交换网管集中监控操作维护系统研究
李 香 萍 、赵 秀 海
（中国联通佳木斯市分公司 黑龙江 佳木斯 154002）
摘 要：从系统结构设计的角度出发，阐述了本地交换网管集中监控操作维护系统的基本设计思路和设计原则，对现运行本地交换网 管集中监控操作维护系统的结构进行了分析，提出了两种不同的实现方法。 关键词：集中监控 数据库 网络结构 网络通信
息进行分析处理；系统管理层实现系统功能的调用及安全性能管理。
通过相应进程向管理层发送确认信息来实现，以保障系统能够监测到各部
1．1 接入层
分软件的运行情况：另一方面，对于系统管理人员做出的系统配置信息的
接入层负责交换机端口接入集中监控操作维护系统中，进行交换机人 修改、交换机接入信息的修改等操作，系统管理层应能主动地向系统软件
信息产业
一种 基 于 OPNET 的 Link16 数 据 链 半 实 物 仿 真 方 法 研 究
范士奎 １ 郑 龙 ２ 王玉文 １ 孟凡计 １
（1 电子科技大学空天科学技术研究院 四川 成都 611731； 2 中航工业洛阳电光设备研究所 河南 洛阳 471000）
摘 要：OPNET 的系统在环模块作为半实物仿真的一种方式，简单实用。深入研究 OPNET 的 SITL 模块的相关技术，将其应用到数据链仿真
1 系统结构
1．3 系统管理层
本地交换网管集中监控操作维护系统的总体结构大致可分为交换机
系统管理层实现对本地网管集中监控操作维护系统的安全控制功能，
接入层、交换机数据分析处理层、系统管理层、应用层及数据库等几部分。 包括系统自身的运行是否正常、操作员操作权限及当前操作状态检查、网
接入层实现交换机的接入功能；数据分析处理层对交换机的告警及话务信 络通信管理、交换机远程操作调度等功能部分。系统自身的运行状况一般
仿真节点提供真实数据，可以适应数据链大规模网络成员的仿真，降低半 实物仿真的难度和成本。
信息源系统以一定的时间间隔持续生成战术数据，并将数据打上对
应仿真节点的标记后，通过以太网传输给预处理机，预处理机将信息处理 后封装发送给仿真机。仿真机中各个节点接收各自的信息，按照协议进行 仿真处理后，将相应的信息回传给预处理机。预处理机提取所需信息，做 相关处理（如显示数据等），依据要求传送给作战开发系统做更进一步的
脉冲，直到信息全部发出。时隙以时隙块（如 A－3－9）的形式分配给各个网 络单元，每个时隙块的分配都是互斥的。
以上是在单网结构情况下的时隙分配。Link16 数据链是多网结构，由 多个单网叠加而成。网间的时隙分配可以重叠，但是通过给网络分配不同 的跳频图案来避免信息冲突。多网中，网间单元时隙块的分配不一定互 斥。
开发。Link16 数据链单网结构的半实物仿真示意图如图 2 所示。
在运行 SITL 的计算机上，网络接口接收到数据包，首先通过可选的防 火墙转发至操作系统。防火墙用于过滤 SITL 不需要的数据包，从而减轻 系统开销。对于发给 SITL 仿真的数据包，SITL 模块通过 WinPcap 把它们 直接从网卡转发至仿真进程，OPNET 仿真核心去除这些数据包的以太网 帧头，并把这些 IP 数据包传递给仿真环境。
1．2 SITL 仿真流程 利用 SITL 进行协同的半实物仿真的基本过程如下： 1．2．1 通过以太网或者无线局域网将现实设备连接到 OPNET 仿真的 主机。 1．2．2 一个仿真网络可和多个外部的真实设备相连，为与仿真环境互 连的每个现实设备配置一块网络适配器。 1．2．3 在 OPNET 网络模型中为每个现实设备配置一个 SITL 网关节 点，一个仿真中可包含多个 SITL 网关，每个网关节点必须通过端到端协议 （ Peer－Peer Protocol，PPP） 工作站模型或路由器的串行线路接口协议（ Serial Line Interface Protocol，SLIP）接口相连。 1．2．4SITL 网关节点属性设置，主要包括外部设备主机的 MAC 地址、 BPF 格式的字符串、本地仿真主机的 IP 和 MAC 地址等。 1．2．5 运行仿真，SITL 在真实网络与虚拟网络之间转换数据包。 1．3 SITL 的应用配置 SITL 仿真主要有以下几种典型的应用配置： 1．3．1 实物－仿真系统（real －sim） 连接单个 OPNET 仿真和外部硬件，实现实物系统和计算机仿真系统 间信息交互，为最简单的仿真模式。可用于软硬件的开发及测试。 1．3．2 实物－仿真－实物系统（real－sim－real） 使用两个或更多真实设备或网络通过仿真网络进行通信，真实数据
中具有重要意义。因此，基于 SITL 模块搭建了一个半实物仿真网络平台，利用 Link16 由 TDMA 协议分配时隙的特点，优化选取适合 Link16
及相关战术系统的半实物仿真的方法极大地提高了仿真的实用性。实验表明，数据在实物设备和仿真场景中实时传输，达到了战术系统仿
真的性能指标。此方法可以应用于基于 TDMA 协议的战术系统中仿真场景与真实设备之间的互联及其综合性能的仿真验证分析。
关键词：半实物仿真；系统在环；Link16 数据链；TDMA 协议；战术系统
中图分类号：TP393．9
文献标识码：A
1 SITL
0 引言 半实物仿真［1］是将系统的一部分以数学模型描述，并把它转化成为 仿真计算模型，另一部分以实物或者物理模型方式引入仿真回路。它具备 费用较 低、周 期较 短、风险 较小 、灵活 可控 等优点 ，具 有 广 泛 的 应 用 空 间 。 系统在环模块是 OPNET 公司 2006 年推出的半实物仿真应用模块，使用 简单方便，特别是对于移动自组织网络的研究非常方便，能够快捷设计和 部署路由协议。 目前 SITL 作为一种半实物仿真的应用，大多数时候用于有线网络协 议的仿真。用于无线网络仿真的比较少，用于基于无线网络的大规模的战 术数据链及其相关的实物系统的实时同步仿真的研究就更少了。本文将 分析 SITL 模块的相关技术及应用，研究 Link16 数据链的时隙分配特点， 找出适合 Link16 战术系统半实物仿真的方法，先从单网结构推广到多网 结构，进而推广到基于 TDMA 协议的战术系统半实物仿真。 1 系统在环模块 系统在 环（SITL，System in the loop）是 OPNET Modeler（Optimal Net－ work Engineering Tools）11．5 或更高版本提供的可选附加模块，它提供硬 件／软件到 OPNET 离散事件仿真的接口，可以将多个物理网络接口映射到 虚拟网络中不同的网络地址，从而使物理设备和 OPNET 仿真网络能进行 交互，成为统一的整体，进行协同仿真。它支持 TCP／IP 协议簇，是专门用于 网络半实物仿真研究的应用模块，仿真按实际时间运行，只需要通过网卡 或者无线局域网就可以实现和物理设备的交互。 1．1 对数据包的处理［2］ 为实现半实物仿真，SITL 添加了两个特殊的模型：节点模型（sitl－vir－ tual －gateway －to －real －world）和 链 路 模 型（sitl －virutl －eth －link）作 为 网 关 结 点，将实际的网络设备连接到仿真环境中，使物理设备成为仿真系统的一 部分；同时通过附加的 WinPcap 对以太网卡上的数据包进行选择，并将选 出的数据包转发至仿真进程。SITL 半实物仿真对数据包的转换处理方法 如图 1 所示。
图 3 修改后的 SITL 模型和参数设置 修改后的 SITL 模块主要分为三块：External System Module、Sequence、 SITL＿seek。 Exter －nal System Module 模 块 采 用 系 统 自 带 的 sitl －virtual － gateway－to－esys 进程模型，联合 WinPcap 完成以太网数据包的截获［6］，并 将数据包翻译为 ethernet＿v2 包传送出去。Sequence 模块采用修改后的队 列模型，将接收的数据包放到队列中，有效防止外界数据发送间隔不稳定 导致的数据覆盖；实时监控仿真节点是否获取所需数据，当检测到数据被 取走后或超时未处理时，通知队列下发数据。SITL＿seek 模块主要完成数 据 包 的 解 析 ，将 ethernet＿v2 包 逐 层 解 析 ：ethernet＿v2 － ip＿dgram＿v4 －
流经仿真网络进行路由转发，经受仿真网络时延、协议处理等作用。主要 用于对仿真网络规模的扩展及对实际设备构成的系统／设备进行综合检验 与验证。
1．3．3 仿真－实物－仿真系统（sim－real－sim） 使用多个网关节点，将两个仿真单网结构的半实物仿真示意图 Link16 数据链多网结构的半实物仿真，是单网结构的叠加，需要依据 单网的数量为仿真机添加网络适配器（可以不添加）和 SITL 模块，添加对 应的数据源系统，为预处理机添加网络适配器。也可以在单网结构基础上 采用近似的方法：添加多个 SITL 模块（对应一块网卡，以不同的端口号来 区别，数量取决于单网的数量 N），调整信息源系统、预处理机的处理速度， 使得时间间隔 ΔT 满足以下条件：ΔT＜＝7．8125／N（ms），N 为单网数量。这样 网间节点可以在同一时隙内都可以完成外接真实数据的获取和仿真信息 的发送。 2．3 真实数据的获取 此半实物仿真系统的关键在于利用 SITL 实时获得预处理机传送的真 实数据。本文采用了 OPNET14．5 教育版自带的 sitl－virtual－gateway－to－ real－world 模块，稍加修改，以满足战术网络的数据需求。其模型和参数设 置如图 3。
机交互命令的发送及信息接收，并完成交换机接口协议的解释配合工作。 的相关部分如数据分析处理层发出修改信息，保证全系统的数据统一，使
S1240、CC08、E10B 等交换机端口通过 TCP／IP 协议接入集中监控操作维护 软件能够正确运行。系统应用上的安全性，主要体现在对接入系统的交换