目 錄
第1 章 仿真與時間同步 ........................................................................................ 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 網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)合仿真（NCS） ............................................................... 006
1.2 NCS 中的時間............................................................................................. 013
1.2.1 三種時間概念辨析 ........................................................................... 013
1.2.2 時間表示方法 ................................................................................... 014
1.3 NCS 時間同步需求 ..................................................................................... 016
1.3.1 因果關(guān)系維護(hù) ................................................................................... 016
1.3.2 數(shù)據(jù)狀態(tài)維護(hù) ................................................................................... 018
1.3.3 實時運行與顯示 ............................................................................... 021
1.3.4 時間一致性 ....................................................................................... 024
1.4 時間同步的問題根源 ................................................................................. 025
1.4.1 多個獨立時鐘并存 ........................................................................... 025
1.4.2 信息傳輸延遲 ................................................................................... 026
1.5 NCS 時間同步框架 ..................................................................................... 028
1.5.1 需要解決的問題 ............................................................................... 028
1.5.2 技術(shù)要求 ........................................................................................... 029
1.5.3 框架構(gòu)成要素 ................................................................................... 030
1.6 NCS 資源限制問題 ..................................................................................... 033
1.6.1 基本原理 ........................................................................................... 033
1.6.2 帶寬優(yōu)化 ........................................................................................... 040
1.6.3 興趣管理 ........................................................................................... 043
1.6.4 動態(tài)負(fù)載均衡 ................................................................................... 047
第2 章 NCS 網(wǎng)絡(luò)通信 ........................................................................................... 049
2.1 仿真標(biāo)準(zhǔn)與通信 ......................................................................................... 050
2.1.1 DIS 的通信服務(wù) ............................................................................... 050
2.1.2 HLA 的通信服務(wù) .............................................................................. 051
2.1.3 對比分析 ........................................................................................... 051
2.2 NCS 的通信設(shè)計 ......................................................................................... 051
2.2.1 通信設(shè)計的必要性 ........................................................................... 051
2.2.2 NCS 網(wǎng)絡(luò)模型 .................................................................................. 054
2.2.3 通信設(shè)計需要考慮的因素 ............................................................... 058
2.2.4 NCS 通信協(xié)議 .................................................................................. 059
2.2.5 NCS 通信模式 .................................................................................. 063
2.2.6 NCS 通信指標(biāo) .................................................................................. 064
2.2.7 NCS 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.................................................................................. 072
2.3 NCS 的通信能力提升 ................................................................................. 082
2.3.1 高級消息隊列協(xié)議 ........................................................................... 082
2.3.2 大規(guī)模異步并發(fā)通信技術(shù) ............................................................... 085
2.3.3 億級消息堆積備份技術(shù) ................................................................... 090
2.3.4 運行流程設(shè)計 ................................................................................... 097
2.3.5 仿真與通信融合 ............................................................................... 099
2.4 仿真通信規(guī)模估算 ..................................................................................... 103
2.4.1 帶寬需求估算 ................................................................................... 103
2.4.2 節(jié)點數(shù)量估算 ................................................................................... 105
2.4.3 估算偏差分析 ................................................................................... 107
2.5 網(wǎng)絡(luò)延遲的補(bǔ)償 ......................................................................................... 108
2.5.1 經(jīng)典的補(bǔ)償方法 ............................................................................... 108
2.5.2 仿真節(jié)點客戶端插值 ....................................................................... 112
2.5.3 客戶端預(yù)測 ....................................................................................... 118
2.5.4 服務(wù)端回退 ....................................................................................... 122
2.5.5 幀率優(yōu)化 ........................................................................................... 123
2.5.6 LPF 補(bǔ)償方法 ................................................................................... 124
2.6 延遲抖動問題 ............................................................................................. 132
2.6.1 措施一：速度或加速度預(yù)測 ........................................................... 132
2.6.2 措施二：基于閾值的狀態(tài)維護(hù) ....................................................... 134
2.6.3 措施三：緩存隊列 ........................................................................... 135
第3 章 NCS 內(nèi)同步方法 ....................................................................................... 137
3.1 方法整體設(shè)計 ............................................................................................. 138
3.1.1 基本思想 ........................................................................................... 138
3.1.2 基本原則 ........................................................................................... 138
3.1.3 外部交互關(guān)系 ................................................................................... 140
3.2 方法機(jī)制設(shè)計 ............................................................................................. 140
3.2.1 時間同步規(guī)則 ................................................................................... 140
3.2.2 消息處理時序 ................................................................................... 141
3.2.3 時間控制策略 ................................................................................... 144
3.2.4 時間驅(qū)動模式 ................................................................................... 145
3.3 方法功能實現(xiàn) ............................................................................................. 148
3.3.1 內(nèi)同步過程設(shè)計 ............................................................................... 149
3.3.2 邏輯幀 ............................................................................................... 150
3.3.3 前瞻時間 ........................................................................................... 152
3.3.4 LBTS .................................................................................................... 154
3.3.5 多仿真步長協(xié)同 ............................................................................... 157
3.4 方法評價與指標(biāo) ......................................................................................... 160
3.4.1 性能指標(biāo) ........................................................................................... 160
3.4.2 方法評價 ........................................................................................... 161
第4 章 NCS 外同步方法 ....................................................................................... 165
4.1 虛實結(jié)合的NCS 運行 ................................................................................ 166
4.2 外同步的需求分析 ..................................................................................... 169
4.2.1 機(jī)器時間對齊問題 ........................................................................... 169
4.2.2 系統(tǒng)實時運行問題 ........................................................................... 171
4.2.3 虛實交互因果維護(hù) ........................................................................... 173
4.2.4 外同步性能指標(biāo) ............................................................................... 174
4.3 基于遞階混合的機(jī)器時鐘對齊.................................................................. 176
4.3.1 整體方案 ........................................................................................... 176
4.3.2 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時鐘源 ............................................................................... 180
4.3.3 網(wǎng)絡(luò)延遲測量 ................................................................................... 193
4.3.4 機(jī)器時間校正算法 ........................................................................... 196
4.3.5 關(guān)于時基的說明 ............................................................................... 200
4.4 NCS 實時運行技術(shù) ..................................................................................... 200
4.4.1 實時性分析 ....................................................................................... 200
4.4.2 內(nèi)外同步與實時運行 ....................................................................... 205
4.4.3 實兵實裝集成 ................................................................................... 213
4.4.4 多節(jié)點實時調(diào)度 ............................................................................... 215
4.5 虛實交互事件同步 ..................................................................................... 218
4.5.1 事件分類 ........................................................................................... 218
4.5.2 不可預(yù)測事件的確定 ....................................................................... 221
4.5.3 虛實之間數(shù)據(jù)交互 ........................................................................... 224
4.5.4 經(jīng)典的虛實同步方法 ....................................................................... 226
4.5.5 基于影子模型的虛實同步算法 ....................................................... 230
第5 章 NCS 時間同步的軟件實現(xiàn) ...................................................................... 237
5.1 仿真中間件 ................................................................................................. 238
5.1.1 基本概念 ........................................................................................... 238
5.1.2 基本特征 ........................................................................................... 238
5.1.3 特性要求 ........................................................................................... 239
5.2 體系結(jié)構(gòu) ..................................................................................................... 240
5.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 240
5.2.2 功能結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 241
5.2.3 部署模式 ........................................................................................... 242
5.3 運行機(jī)制 ..................................................................................................... 243
5.3.1 服務(wù)調(diào)用時序流程 ........................................................................... 243
5.3.2 中間件仿真服務(wù)的調(diào)用和運行流程 ............................................... 244
5.3.3 中間件仿真服務(wù)運行機(jī)理 ............................................................... 245
5.4 時間同步功能實現(xiàn) ..................................................................................... 246
5.4.1 Tick 機(jī)制 .......................................................................................... 246
5.4.2 主要接口實現(xiàn) ................................................................................... 251
5.4.3 服務(wù)器集群 ....................................................................................... 254
5.4.4 數(shù)據(jù)打包方式 ................................................................................... 256
參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 257