[发明专利]一种面向卫星移动通信的系统级仿真演示验证系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星移动通信仿真领域，具体为一种面向卫星移动通信的系统级仿真演示验证系统。

背景技术

近些年来，随着卫星技术的进步，卫星移动通信在国防建设、经济发展以及社会生活等方面都发挥着越来越重要的作用。卫星通信技术面临着高时延、高衰落等有异与地面通信系统的通信难题，同时相比于地面系统，卫星通信系统造价高昂、构造复杂，并且不易改造。

与地面通信系统类似，卫星通信技术的发展也离不开仿真测试平台的支撑，系统级的仿真验证可以快速的、低成本的评估系统方案和算法的性能，定量分析星上有效载荷算法和架构改进对全系统性能的影响，从而降低风险，避免在设计层面就埋下问题和风险，符合有效载荷设计和发展的未来趋势。同时，通过仿真软件直观的演示星地链路的传输性能、业务提供能力等，从而更形象直观的展示技术方案的先进性。

当前较流行以下四款网络仿真器如下：

1.NS2：NS2(Network Simulator version 2)网络仿真器是一种面向对象的网络仿真器。NS2软件配有仿真过程动态观察器，可以在仿真运行结束后，动态察看仿真的运行过程，观察跟踪的数据。NS2功能强大，可扩展性强，执行效率高，已广泛应用于局域网、广域网、无线移动网和卫星网络的仿真。

2.OMNeT++:OMNeT++是一种离散事件仿真器，具备可嵌入式仿真内核和强大图形界面接口，可运行于多个操作系统平台，具备编程，调试和跟踪支持等功能并支持分布式并行仿真。

3.DTNsim：DTNsim是用Java语言编写的离散事件模拟器，用来模拟DTN(Distributed Transient Network，分布的瞬态网络)中传输中断或失败时的消息存储转发。DTNsim还支持消息的分片传送。如果一个消息传送过程中碰到连接关闭，而已经有消息分片成功被节点接收，那么该节点将会等待剩余的消息分片的到来。

4.ONE：ONE适用于DTN网络环境的路由协议和应用研究分析的模拟器，具有离散事件驱动、面向对象和模拟真实网络环境的特点。ONE将移动模型、DTN路由和可视化的图形界面整合为一体，非常容易进行扩展，并可以提供大量的分析模型和结果报告。

虽然这四款仿真软件有着非常优秀的仿真性能，但是在仿真卫星移动通信方案时，存在着无法逾越的缺点：NS2缺少对DTN网络环境很好的支持。同时，NS2进行多节点仿真时，不能够传输实际数据，这导致无法进行真实数据的传输。OMNET++需要用户自己实现特定功能。DTNsim是专门为DTN网络环境设计的模拟器。但是，它只是单纯地关注于路由的仿真。同时，在多节点仿真时，不能进行真实数据的传输。ONE网络模拟器只实现了DTN协议的BP部分，在进行多节点仿真时，只是传送虚拟数据(数据信息的信息)，既不能实现真实数据传送也不能体现数据流向。

综上所述，NS2和OMNET++网络仿真器缺乏对DTN网络环境良好支持，需用户进行特定的开发。而DTNsim和ONE网络仿真器虽然是专门为DTN网络环境设计的模拟器，但是都有各自的缺陷。而且在多节点仿真时，其都只能模拟虚拟数据传输，不能进行真实数据传送，不能满足卫星移动通信仿真的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种面向卫星移动通信的系统级仿真演示验证系统，能够为用户提供创建自己所需卫星移动通信系统场景的各种基本模型，配置清晰独立的架构模型，满足用户对不同网络环境的设计需求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种面向卫星移动通信的系统级仿真演示验证系统，包括仿真模型库模块、仿真功能实现模块和网络集合管理模块；

所述的仿真模型库模块用于提供卫星移动通信仿真模型；

所述的仿真功能实现模块从仿真模型库模块中分别调用相应仿真模型实现对应的仿真功能，其包括网络卫星移动通信网络拓扑管理模块、卫星移动通信链路计算及映射模块和卫星移动通信协议仿真模块三个子模块；

所述的网络集合管理模块用于对仿真功能实现模块中的三个子模块进行组合和调度，使三个仿真功能实现模块相互配合完成仿真功能，并且对网络卫星移动通信网络拓扑管理模块进行无线资源管理。

优选的，还包括通过模型特化为仿真模型库模块提供仿真模型库数据的仿真基础模块；所述的仿真基础模块包括卫星通信节点模块、卫星通信信道模块和卫星通信协议模块。

进一步，所述的卫星通信节点模块包括卫星转发器模块、天线模块、终端模块、地面站模块以及卫星模块。