基于分布式共享内存的RTI通信机制研究

共享内存可以为运行于多核计算平台的进程间提供高效的通信方式,目前的HLA仿真运行支撑平台RTI主要采用基于TCP/IP的通信机制,不能充分发挥多核计算平台的核间高速共享内存通信优势.结合 RTI体系结构和多核的通信特点,提出了一种基于分布式共享内存的RTI通信机制——SMCM机制,该机制为每个盟员设立一个独立的消息接收共享内存区域,发送盟员通过向接收盟员内存区写数据实现消息发送,并基于信号量机制实现盟员进程间访问控制,避免了共享内存访问冲突,提高了盟员间可的通信效率.多核平台上的对象管理服务性能测试表明,与当前国际上普遍使用的pRTI相比,使用SMCM机制的RTI端对端通信延迟约为pRTI的1/3,吞吐量也明显高于pRTI.     

分布式环境下一种实用的先应式秘密共享方法

针对不具有同步时钟模型且主机间不存在可靠通信通道的现实的分布式网络应用场合,通过引入可由协议事件和系统中各主机本地时钟双重驱动的时间片的概念,定义了异步模型下先应式秘密共享的运行状态及其转换过程,给出了异步环境中一种实用有效的先应式秘密共享方法.同时基于消息的冗余传输机制和认证应答机制,设计了一个消息可靠传输协议,用于在主动链路攻击存在的情况下保证协议参与方之间消息的正确传输.分析表明,提出的方法是正确完善的,且具有较高的通信性能和计算性能.     

从HLA对象到关系数据——HLA仿真中的通用数据库交互

针对传统HLA仿真数据库在设计、实现和应用方面通用性的不足,基于关系数据库,提出了一种适于HLA仿真应用的通用数据库交互方法,研究了HLA对象模型与关系数据模型之间的一一映射和相互转换问题,设计并实现了通用HLA仿真数据库的结构模型及其数据访问模式.该方法能够适用于多种平台、程序设计语言和数据库管理系统,实现了通用性.最后介绍了该通用数据库交互方法的应用情况.     

UML2OPN 的建模方法及其在通信装备维修保障系统中的应用

探讨了一种基于UML模型(Unified Modeling Language)与面向对象Petri网(Object-oriented Petri Net)的系统建模应用方法,并给出了UML模型到面向对象Petri网模型的映射算法.在此基础上,建立了通信装备维修保障系统的UML模型和所映射的面向对象Petri网模型,并对其模型进行了较为深入的分析研究,从而验证这种方法在通信装备维修保障系统建模应用中的实效性、科学性.     

TENA与某C2系统互操作研究

C2与试验领域的互联基础设施TENA间的异构性阻碍了两类系统的互操作。报文传输服务包括端-端和跨网部署模式,相应地设计了与TENA系统的两种互联架构。网关的设计方案有单线程和多线程模式;从互操作视角来看,网关实现了通信协议、对象模型和支撑服务间的互操作。针对TENA的"拉"模式通信机制,设计了与C2系统通信时的协调机制;利用OWL建立报文的元模型,通过模型转换实现异构对象模型的互操作;利用自定义的消息代表支撑服务,解决了异构系统间服务的不匹配问题。通过原型试验得到交互实体个数、线程个数与信息交换实时性之间的规律。     

基于MFC编程框架的Vega Prime软件集成技术的研究

针对在Windows平台上开发三维视景仿真软件的需要,给出了一种基于MFC编程框架的无缝集成Vega Prinle的方法.首先介绍了Vega Prime的基本程序流程和特点,然后从Windows平台的运行机制以及面向对象技术等方面分析了可行的Vega Prime的软件集成方法,并对已有的基于多进程的方案进行了改进.以此为基础,给出了-种多进程技术和windows系统自定义消息相结合的集成Vega Prime的软件框架及具体实现方法.该软件框架增强了编程的灵活性,优化了代码的结构,并且拥有良好的通用性.该方法已应用在光电探测器仿真软件的三维场景生成部分,取得了不错的效果.     

一种实时信号处理平台的实现及其应用

结合高分辨率测深侧扫声纳(HRBSSS)的研制和应用过程,提出了一种基于PC104-Plus总线的小型实时信号处理平台。该平台根据系统对控制和运算的需求选择了CPU-T6VEF型PC104-Plus总线CPU板,加装Hammerhead-PC/104-Plus DSP板,采用Linux操作系统,可以方便地进行软件开发,具有很高的灵活性和实用性。实验表明,该平台可以完成HRBSSS中数据的实时信号处理任务,可广泛应用于通信、图像处理、语音处理、雷达、医疗等领域。     

基于云模型的定性定量转换方法及其应用

针对复杂系统综合评估过程中广泛存在的不确定性,以及定性与定量变量之间的转换和映射的需求,提出了基于云模型的定性与定量变量转换方法。该方法利用云模型在不确定性转换上的优势,最大限度的保留了评估过程中固有的不确定性,提高了评估结果的可信度。通过应用实例的设计和实现给出了应用该方法的具体步骤,验证了该方法和过程的可行性。     

JAVA-SWARM与GIS集成研究——以城市地理模拟为例

与GIS集成是多智能体仿真平台的研究热点,是实现真实场景城市地理模拟的关键技术之一.探讨了降低智能体模型与GIS集成复杂性的体系架构,运用系统集成领域数据集成和应用集成的技术和方法,设计并实现了低耦合、简洁、实用的Java-Swarm与GIS集成组件.该组件提供规范统一的空间数据访问、存储管理、生命周期管理、转换与映射等GIS数据集成服务,为城市模拟应用提供了组件化、低耦合、可配置的GIS集成应用方案.城市地理模拟模型开发实践证明,该组件的应用可以帮助开发人员降低GIS集成的技能要求、减少代码量、提高模拟模型开发效率和质量.     

基于贝叶斯网络的GO法模型算法

GO法是评价具有多状态时序特性的复杂系统可靠性的有效方法,但GO法操作符众多、算法复杂并且缺乏工具软件支持,制约了GO法的工程应用。针对该问题,本文提出一种基于贝叶斯网络的GO法新算法。首先,定义常用操作符到贝叶斯网络节点映射规则;然后,给出GO模型映射转换为贝叶斯网络的可编程流程;最后,利用贝叶斯网络成熟工具支持,定量求解映射后的贝叶斯网络模型。新算法操作符映射规则统一,模型映射转换流程简单直观,便于工程人员掌握和应用。此外,除了能得出传统的定量结果,新算法使得GO法还具有故障推理和诊断能力。     

一种加权傅里叶变换域通信方法

为提高通信的安全性,将多项加权分数傅里叶变换(multi-terms weighted-type fractional Fourier transform, MWFRFT)与变换域通信系统(transform domain communication system, TDCS)相结合,提出一种加权傅里叶变换域通信方法。首先使用MWFRFT对原信号进行处理;然后利用混沌序列产生的伪随机相位生成TDCS基函数;最后将所得信号与基函数调制并用于隐蔽通信。为验证该方法的可行性,对信号的星座变换特性以及相关特性进行了仿真分析,结果表明,MWFRFT具有较好的星座混淆性,利用混沌映射得到的TDCS基函数相关性有所提高,因此,该方法适用于隐蔽通信。     

基于消息驱动的雷达仿真引擎控制算法

分布式仿真可以很好地解决大规模复杂系统仿真困难等问题,其关键技术在于分布式引擎机制的设计。首先阐述雷达系统仿真模型,然后提出基于消息服务中心和运控中心的分布式调度控制结构,将上层用户接口和底层消息传递服务解耦,灵活性和易操作性更强。接着提出消息驱动控制算法（message passing algorithm, MPA）。系统测试结果表明,引擎结构和MPA适用于集中式和分布式结构,可以实现进程间的消息传递控制。     

分布式仿真系统socket迁移

在分布式仿真系统进程迁移中,除了要保存、恢复仿真进程本身的状态,进程之间通信状态的保存与恢复也是关键。通信状态主要包括两部分:进程IP地址以及进程间的交互数据。我们通过截获系统调用的方式,在用户空间完成了上述通信状态保存与恢复,实现了socket迁移。其中连接错误的监控通过心跳机制实现;进程的IP地址及交互消息被修改的系统调用透明的保存在checkpoint文件中;基于保存的上述信息,我们实现了联邦成员和RTI之间通信关系的恢复。测试结果表明该系统可以实现socket通信关系的迁移。     

拓扑等价Lorenz系统混沌同步的线性反馈控制

改变Lorenz系统中的非线性函数得到变形Lorenz系统,利用Hartman-Grobman线性化定理证明二系统是拓扑等价的混沌系统。采用线性反馈控制方法实现了两个拓扑等价系统之间的混沌同步。根据Lyapunov稳定性理论,得到了线性反馈控制增益的取值范围。设计了实现两个拓扑等价Lorenz系统线性反馈混沌同步的实验电路,并通过实验对理论分析进行验证。提出利用拓扑等价系统之间混沌同步进行保密通讯的方法。与传统的保密通讯方法相比,该方法具有更好的保密性能。     

桌面Linux内存管理算法改进

针对桌面Linux操作系统在支持应用程序上存在着系统响应慢和交互能力差等重要问题,从内存管理角度提出了两个改进算法:具有主动交换机制的物理页面管理算法和基于启发式学习的预加载共享动态链接库算法,旨在缩短系统的响应时间,增强系统的交互能力。第一个算法提出了由应用程序引发的主动地释放物理页面的不同时机,以预防可用物理内存页面进入紧缺状态,避免由于可用物理页面缺乏造成的系统响应延迟;第二个算法根据共享动态链接库被调用的频率,动态地选择被调用最频繁的一些共享动态链接库,并预先将它们加载到物理内存空间,以加快进程的执行速度,缩短系统的响应时间。第一个算法在实验中取得了良好的结果,在桌面Linux系统中采用第一个算法是非常有效的。     

一种直升机工程模拟器的网络系统

针对直升机工程模拟器高度集成性和实时性需求,设计了一种直升机工程模拟器的网络通讯系统。实现了基于VxWorks的中心机的多处理机之间共享内存通信,关键节点之间反射内存通信,以及其他分节点之间以太网通信,重点研究了工程实践中多处理机、多网口、并行多任务、异构系统通信等关键问题的解决途径和方法。该异构网络通讯系统已成功应用于某直升机工程模拟器的开发。     

想定环境中无人机AdHoc网络仿真研究和实现

根据无人机和Ad Hoc网络的特点,基于Visual C#.Net开发工具,设计和实现了无人机通信仿真系统UCSS。UCSS以无人机为通信节点,以Ad Hoc网络为组网形式模拟动态空基信息传输网络。提出了节点平均连接度和消息成功接收率的网络评价指标,以FSR协议为例分别做了与GloMoSim的对比实验和想定环境中的仿真实验。实验结果表明UCSS的有效性和优越性,战场环境对路由协议的效率有较大影响,这些数据为无人机通信技术提供了重要的参考。     

改进的可见光通信系统SLM峰均比抑制方法

针对光正交频分复用(optical orthogonal frequency division multiplexing,O-OFDM)技术系统中高峰均比和高计算复杂度的缺点,采用选择映射(selected mapping,SLM)方法,并结合离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)和快速傅里叶逆变换线性特性的优势,提出了一种改进的SLM峰均比抑制方案——DCT-ISLM方法。通过计算,结果表明该DCT ISLM方法相较于传统SLM方法的峰均比降低了约3.5 dB;且随着备选信号个数的增加,系统的复杂度也得到了有效的改善。将该方法应用于传统的O-OFDM可见光通信系统中,误码性能也优于传统的SLM方案,可进一步提升此方法的实用价值。     

基于一种特定混沌映射的跳频系统

提出用一种简单的分段线性映射 ,构造混沌跳频序列 ,以取代跳频通信中的伪随机序列 (PN序列 )。分析了此混沌序列的相关特性 ,并与Logistic混沌序列进行了比较。仿真和实验结果表明 ,此序列具有较理想的相关特性 ,应用于跳频通信中可获得较好的抗干扰能力。     

局域网中分布式仿真系统的通讯模型

分布式多机仿真中，每当增加新的仿真子模块，就需要重新规定与其进行通讯的模块的消息接口以及新增模块的消息解析模块，无论是编程还是调试都较为繁琐。为解决上述问题，提出一种松散架构的分布式仿真通讯模型。这一通讯模型可以实现较为便捷的模块加入和删除工作。利用这一模型实现的网络通讯模块在虚拟航海仿真系统以及多屏投影系统的通讯模块中得到了应用。给出了应用结果并对几种不同通讯部署方式的应用性能进行了讨论。