RLINK：一种真实的无线传感器网络链路仿真模型

在网络仿真中,链路模型的精确性对仿真结果的真实性有着重要影响。基于在无线传感器网络实验中观察到的链路的核心特殊性质——不等向连通性,提出了一个真实的链路仿真模型RLINK.通过对不等向连通性的三个因素进行分析建模,即由遮蔽效应引起的路径衰减的差异、节点硬件的校准差异和天线的方向性差异,该模型实现了无线传感器网络链路的精确模拟。以链路不对称性的累积分布和算数平均值为指标,对比实验和仿真中获得的有关链路特性的统计数据,两者的一致性验证了RLINK的精确性。

Abstract：

In network simulation,the accuracy of the link model has significant impacts on the credibility of the simulation results.Based on the core feature of links obtained from the recent empirical studies,a realistic link model,named RLINK,was proposed for a more credible simulation of wireless sensor networks （WSNs）.RLINK captured the essential non-isotropic feature of the wireless links in WSNs by modeling three main causes： variance of path loss due to shadowing effect,difference in hardware calibration and radio directionality.The accuracy of RLINK model was verified by the high agreement of the statistical results obtained from simulations with those obtained from experiments,in terms of cumulative distribution of link asymmetry and arithmetic average of link asymmetry.     

非静止轨道卫星通信系统中星际链路性能研究

由于非静止轨道卫星之间的相对位置关系不固定 ,所以其星际链路变化比较复杂。为了能给出实现星际链路工程难易程序的量化指标 ,提出了星际链路性能 (方位角、仰角和星间距离的变化速率和范围 )的理论计算公式 ,详细分析了星际链路性能随系统星座参数变化的规律。然后结合具体的星座实例 ,给出了低轨、中轨卫星通信系统中的星际链路性能的仿真结果。提出星际链路的计算公式 ,对于卫星通信系统的星座设计、组网方案等 ,有着重要意义。     

不同状态下运动皮层连通性仿真

为了研究脑卒中后运动功能损伤与康复的机制以寻找促进脑卒中患者康复的有效途径,用有向图表示运动相关区域连接成的网络,并将其视为动力学系统,通过复杂度反映系统功能分离和整合的程度,利用模式搜索方法优化网络结构,研究在静止状态、运动状态、中风损伤后运动皮层连通性的变化.仿真结果显示:运动状态下各区域间有较强的连接,而在损伤状态下,连接强度降低,与发生部位有关;在这两种状态下大脑半球内部区域间连接均大于其它类型连接,区域自连接较弱.研究结果表明该模型可以定性反映大脑运动皮层的连通性变化或者可塑性.     

射频通信链路的计算机仿真

通信系统的计算机仿真在通信系统设计与实现过程中起着重要的作用。本文讨论了射频通信链路仿真的基本原理和方法,并利用交互式的通信链路仿真平台ＳＰＷ实现了理想的射频通信链路仿真。在此基础上可进行更复杂的通信链路的仿真。     

卫星通信仿真训练系统面向对象建模与实现

模拟训练系统因其自身的诸多优点在参训人员的技术中发挥着重要作用。本文针对卫星通信系统的实际特点，在对系统进行模块划分的基础上，提出了一种用面向对象建模，结合实际的仿真算法和数据库技术，来实现一套操作方便、易于维护、易于升级、功能强大的仿真训练模拟系统的新方法，为卫星通信设备的仿真操作提供了逼真的虚拟训练环境。同时，采用多媒体技术，综合了多种媒体的表现手段，使该系统比实际设备培训取得更好的效果。     

星际链路天线的建模与仿真

理论结合工程实践，介绍了卫星通信网络中的星际链路的特点及各种关键因素，重点讨论了星际链路天线的仿真模型，分别建立了天线方向图模型和天线增益模型，并给出了NS下的仿真分析方法，提高了NS下卫星通信网络的仿真精度。     

非线性对卫星通信性能影响分析及仿真

在平坦衰落假设基础上,分析了QPSK信号通过移动卫星信道的非线性性能。在仿真模型中,除了考虑上、下行信道的加性高斯白噪声,还考虑了多径效应、阴影衰落以及引起AM AM和AM PM转换的TWT(travelwavetube)非线性效应。利用matlab的Simulink仿真工具,分析了TWT放大器不同输入回退值和升余弦滤波器不同滚降因子对系统性能的影响。仿真结果表明,TWT放大器的工作点应接近饱和点,升余弦滤波器的滚降因子应选择在0.4～0.6。     

高轨卫星通信星座PS-GERT效能评估模型

卫星通信星座的效能评估不仅可以表征星座的通信能力,还可为优化星座结构提供依据。在深入分析星座结构关系的基础上,剖析基于通信链路的高轨(geostationary earth orbit, GEO)卫星通信网络和联系统(plus system, PS),借助图示评审技术(graphical evaluation and review technique, GERT)提出基于特征函数与传递概率的等价传递函数算法。首先,在分析通信链路重要度内涵的基础上,得出通信链路效能及其重要度的算法公式,构建GEO卫星星座PS-GERT效能评估模型。然后,利用傅里叶逆变换推导星座效能的概率密度函数。最后,以某GEO卫星通信星座为例进行分析,验证了所构建模型的优越性,不仅能够全面客观地评估星座效能,同时也为星座结构的优化奠定了理论基础。     

高轨卫星通信星座PS-GERT效能评估模型

卫星通信星座的效能评估不仅可以表征星座的通信能力,还可为优化星座结构提供依据。在深入分析星座结构关系的基础上,剖析基于通信链路的高轨(geostationary earth orbit, GEO)卫星通信网络和联系统(plus system, PS),借助图示评审技术(graphical evaluation and review technique, GERT)提出基于特征函数与传递概率的等价传递函数算法。首先,在分析通信链路重要度内涵的基础上,得出通信链路效能及其重要度的算法公式,构建GEO卫星星座PS-GERT效能评估模型。然后,利用傅里叶逆变换推导星座效能的概率密度函数。最后,以某GEO卫星通信星座为例进行分析,验证了所构建模型的优越性,不仅能够全面客观地评估星座效能,同时也为星座结构的优化奠定了理论基础。     

基于HLA的分布式卫星通信仿真系统的构建

描述了一个具有通用性的分布式卫星通信仿真系统的构建过程,包括建模/仿真的各个方面,最终的实现是一个基于HLA/RTI,并在卫星工具软件Satellite Tool Kit(STK)、建模/仿真软件Matlab/Simulink、分布式数据库管理系统Oracle、地理信息系统组件MapX等第三方商品化软件支撑下进行仿真的综合系统,并对系统的关键技术和实现方法进行了探讨。     

空间通信设施模型与仿真

由于技术进步，各空间机构广泛的合作以及商用空间领域的开展，使空间任务变得复杂多样。通过以往地面站和卫星跟踪系统已经难以适应今后空间呈现出的由卫星群、空间站、航天飞机以及各类探测传感器网络构成的复杂的通信格局，从而迫切需要建立空间通信基础设施来为空间任务提供通信服务。通过对空间任务通信需求和特点进行分析，结合目前卫星通信技术的现状，提出一种环状层次可扩展的空间通信基础设施构架，并对其进行了分析仿真证明其合理性．     

卫星移动通信的信道特点及仿真模型

分析了卫星移动通信的信道特点,研究了信号经过卫星移动信道后幅度和相位分布,给出了实用的卫星移动信道仿真模型,对基本的BPSK调制信号在该模型中进行了计算机仿真,得到了仿真结果。     

卫星网络密钥管理模型设计与仿真

密钥管理系统为网络中的各节点提供密钥的分配和更新服务,是实施网络安全服务,保证信息安全的基础.针对卫星网络的结构和通信特点,设计了一种新的包含会话密钥、主密钥和公钥的密钥管理模型.首先,设计了公钥更新协议,并对其安全性进行了分析;其次,通过对比分析,对会话密钥更新和主密钥更新的策略进行了设计,并对其安全性以及效率进行了详细分析.最后,在卫星网络仿真环境下实现了密钥更新过程.结合仿真测试数据,与IBM混合密钥管理模型进行比较,并给出了设计密钥更新策略时的重要参考依据.     

基于仿真的有线通信网络连接方案优化研究

费用问题是有线通信网络建设过程中的重要问题.针对通信网络费用计算过程中的拓扑结构问题和定性值量化问题,分别研究了"演进法"和"拟合法".其中"演进法"大大减少了拓扑结构选择的计算量,使多节点连接方案计算成为可能;"拟合法"为多层定性值的量化提供了手段.把这两种方法综合到仿真计算过程中,为选择费用最小的网络连接方案提供了支持.     

基于HLA/Simulink的通信对抗链路仿真系统开发

简要介绍了KD—HLASimulink工具箱以及基于Simulink的联邦成员典型结构；其次，以野战通信链路仿真系统为背景，重点讨论基于Simulink的超短波通信对抗联邦的设计，主要包括对象类、交互类设计和联邦设计；最后给出了联邦开发实例，包括联邦想定、联邦成员仿真模型实例、联邦测试和联邦执行结果。联邦开发实践表明，该系统具有良好的可扩充性和可重用性，可以实现联邦目标。     

宽带多媒体卫星系统中MAC协议的设计与仿真

针对基于卫星多波束基带交换的宽带多媒体应用环境,对联合自由/按需分配多址接入协议（Combined Free/Demand Assigned Multiple Access CFDAMA）进行改进提出了随机联合自由/按需分配（Random Access-Combined Free/Demand Assigned Multiple Access RA-CFDAMA）的多址接入协议,并对帧结构进行设计,该协议具有较好的可实现性,十分适合星上基带交换的应用场景,通过仿真可以看出：与传统的联合自由/按需分配多址接入协议相比,该协议能够达到更好的端到端传输时延性能。     

卫星信道衰减模型研究及试验分析

提出了一种基于时间序列的星-地通信链路衰减模型。模型利用一个目标聚类算法把大量衰减事件归纳为4类，然后通过改进的4状态马尔可夫链产生能够反映季节和气象变化的弹性时间序列，从而较为真实的模拟出链路衰减时的数据报丢失和重传等状态。在该模型基础上对多播文件传输协议进行了试验和分析。     

自由空间中卫星激光通信

由于具有高速率、大容量、高保密性能的特点,自由空间激光通信成为空间通信中的一个重要发展方向。介绍了自由空间卫星激光通信系统的组成。在详细分析自由空间卫星激光通信系统工作原理的基础上,提出了发展自由空间卫星激光通信的几项关键技术。最后介绍了国内外空间激光通信的研究现状及发展动态。