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基于OPNET和HLA的卫星通信网络仿真

低轨卫星通信系统不仅能够实现全球连续覆盖乃至全球多重连续覆盖,而且

在时延、损耗等方面具有较大的优势,因此不管是在民用还是在军用上都有很好

的发展前景。由于卫星通信网络的结构和功能的复杂性,技术更新也越来越快,

采用仿真手段来对卫星通信网络进行研究就很有必要了。本文研究了OPNET中的

仿真建模方法和卫星的轨道理论、LEO星座的连续覆盖和切换特性,从理论上对

星座网络动态拓扑变化进行分析,然后在OPNET软件中建立了铱卫星网络仿真系

统模型,包括对地面站网络节点、卫星节点、路由节点进程、无线链路信道的建

模及业务的配置,并对仿真得到的路由表、信噪比、端到端时延及业务传输流量

等结果进行分析,不仅为研究网络行为提供了准确的量化模型,而且无论从理论

上还是从实验上都为进一步研究低轨卫星网络起到了指导作用。本文还研究了在

高层体系结构下如何实现不同的程序或系统之间的数据交换、时间推进、仿真管

理等分布仿真的关键技术。

本文的另一个重点是设计了一个由控制联邦成员和OPNET仿真联邦成员构

成的HLA联邦,通过OPNET中的HLA模块,使得OPNET网络模型与其他程序联合仿

真,进行数据交互并保持时间同步,联邦中的控制成员为铱星网络系统中侦查卫

星提供轨道数据,并接收OPNET仿真结果,实现了基于HLA体系结构的OPNET协同

仿真。通过此方法我们能够实现将一个复杂体系中的运行在多台计算机下的多个

功能模型聚合起来,形成一个整体进行仿真。