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內容簡介: |
本书来源于课题组长期的工程实践积累,尤其是吸收了国家科技协同创新重大示范工程\XXXX仿真平台”的相关经验。从装备试验、模拟训练和作战评估等领域的分布互联实际应用需求出发,研究解决实现互联互通互操作的核心关键问题。重点围绕网络化联合仿真的时间同步问题进行论述,属于分布式仿真系统构建的核心问题,同时也是网络化联合仿真工程应用中的实际技术难点问题。首次从工程实践的角度出发,构建了完备的网络化联合仿真的时间同步技术体系,重点围绕逻辑时间协同推进、时钟时间对准、虚实之间协同推进等关键问题,给出了可行的解决方案。针对所有提出的关键技术,本书都给出了具体且可执行的实现方法和应用验证案例,具有较好的可操作性和可借鉴性。
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關於作者: |
王鹏,男,汉族,1989年7月生,吉林农安人。2018年毕业于国防科技大学,获得工学博士学位,现任国防科技大学系统工程学院系统仿真工程系副教授、青年学术骨干、硕导。担任中国仿真学会专委会委员、中国自动化学会系统仿真专业委员会委员等学术职务。长期从事建模与仿真技术的研究与教学工作,研究方向包括分布式仿真、数字孪生、战场环境仿真等。入选中国科协青年人才托举工程、国防科技大学高层次创新人才(拔尖人才项目)等人才计划多项。作为核心骨干成员,担任国家某科技协同创新重大示范工程主任设计师,主持国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等科研项目十余项。近年来以第一作者身份发表高水平学术论文20余篇,出版学术专著1部,申请发明专利20余项,获会议优秀论文奖多项,主持研发了仿真中间件(JLINK)、战场环境仿真平台等多个软件工具,部分研究成果获军事科学技术进步三等奖1项(排名第1),参与多个建模与仿真相关标准规范的制修订工作。
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目錄:
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目 录 第1 章 仿真与时间同步 ........................................................................................ 001 1.1 NCS 基本概念............................................................................................. 002 1.1.1 分布式仿真 ....................................................................................... 002 1.1.2 LVC 仿真 .......................................................................................... 004 1.1.3 网络化联合仿真(NCS) ............................................................... 006 1.2 NCS 中的时间............................................................................................. 013 1.2.1 三种时间概念辨析 ........................................................................... 013 1.2.2 时间表示方法 ................................................................................... 014 1.3 NCS 时间同步需求 ..................................................................................... 016 1.3.1 因果关系维护 ................................................................................... 016 1.3.2 数据状态维护 ................................................................................... 018 1.3.3 实时运行与显示 ............................................................................... 021 1.3.4 时间一致性 ....................................................................................... 024 1.4 时间同步的问题根源 ................................................................................. 025 1.4.1 多个独立时钟并存 ........................................................................... 025 1.4.2 信息传输延迟 ................................................................................... 026 1.5 NCS 时间同步框架 ..................................................................................... 028 1.5.1 需要解决的问题 ............................................................................... 028 1.5.2 技术要求 ........................................................................................... 029 1.5.3 框架构成要素 ................................................................................... 030 1.6 NCS 资源限制问题 ..................................................................................... 033 1.6.1 基本原理 ........................................................................................... 033 1.6.2 带宽优化 ........................................................................................... 040 1.6.3 兴趣管理 ........................................................................................... 043 1.6.4 动态负载均衡 ................................................................................... 047 第2 章 NCS 网络通信 ........................................................................................... 049 2.1 仿真标准与通信 ......................................................................................... 050 2.1.1 DIS 的通信服务 ............................................................................... 050 2.1.2 HLA 的通信服务 .............................................................................. 051 2.1.3 对比分析 ........................................................................................... 051 2.2 NCS 的通信设计 ......................................................................................... 051 2.2.1 通信设计的必要性 ........................................................................... 051 2.2.2 NCS 网络模型 .................................................................................. 054 2.2.3 通信设计需要考虑的因素 ............................................................... 058 2.2.4 NCS 通信协议 .................................................................................. 059 2.2.5 NCS 通信模式 .................................................................................. 063 2.2.6 NCS 通信指标 .................................................................................. 064 2.2.7 NCS 网络拓扑 .................................................................................. 072 2.3 NCS 的通信能力提升 ................................................................................. 082 2.3.1 高级消息队列协议 ........................................................................... 082 2.3.2 大规模异步并发通信技术 ............................................................... 085 2.3.3 亿级消息堆积备份技术 ................................................................... 090 2.3.4 运行流程设计 ................................................................................... 097 2.3.5 仿真与通信融合 ............................................................................... 099 2.4 仿真通信规模估算 ..................................................................................... 103 2.4.1 带宽需求估算 ................................................................................... 103 2.4.2 节点数量估算 ................................................................................... 105 2.4.3 估算偏差分析 ................................................................................... 107 2.5 网络延迟的补偿 ......................................................................................... 108 2.5.1 经典的补偿方法 ............................................................................... 108 2.5.2 仿真节点客户端插值 ....................................................................... 112 2.5.3 客户端预测 ....................................................................................... 118 2.5.4 服务端回退 ....................................................................................... 122 2.5.5 帧率优化 ........................................................................................... 123 2.5.6 LPF 补偿方法 ................................................................................... 124 2.6 延迟抖动问题 ............................................................................................. 132 2.6.1 措施一:速度或加速度预测 ........................................................... 132 2.6.2 措施二:基于阈值的状态维护 ....................................................... 134 2.6.3 措施三:缓存队列 ........................................................................... 135 第3 章 NCS 内同步方法 ....................................................................................... 137 3.1 方法整体设计 ............................................................................................. 138 3.1.1 基本思想 ........................................................................................... 138 3.1.2 基本原则 ........................................................................................... 138 3.1.3 外部交互关系 ................................................................................... 140 3.2 方法机制设计 ............................................................................................. 140 3.2.1 时间同步规则 ................................................................................... 140 3.2.2 消息处理时序 ................................................................................... 141 3.2.3 时间控制策略 ................................................................................... 144 3.2.4 时间驱动模式 ................................................................................... 145 3.3 方法功能实现 ............................................................................................. 148 3.3.1 内同步过程设计 ............................................................................... 149 3.3.2 逻辑帧 ........................................................
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