作者：王鹏 著
页数：268
出版社：电子工业出版社
出版日期：2024
ISBN：9787121484834
电子书格式：pdf/epub/txt
网盘下载地址：下载网络化联合仿真的时间同步
内容简介
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。
作者简介
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。
目录
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 ………………………………………………..
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 ………………………………………………..
