專(zhuān)利名稱(chēng)：一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)。
現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展使通信系統(tǒng)和通信設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜。通信系統(tǒng)的復(fù)雜性的增加使得分析與設(shè)計(jì)所付出的時(shí)間和精力也迅速上升。為了迅速地在商用產(chǎn)品中采用新技術(shù)，要求設(shè)計(jì)工作能夠及時(shí)而經(jīng)濟(jì)地完成；同時(shí)，為了使系統(tǒng)在一定條件下具有最佳性能，必須在設(shè)計(jì)時(shí)就能了解各種參數(shù)對(duì)性能的影響以及它們之間復(fù)雜的相互依從關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，利用計(jì)算機(jī)仿真是一個(gè)十分有效的方法。計(jì)算機(jī)仿真在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)的所有階段都能起到重要作用，在早期的概念定義階段，能夠借助仿真導(dǎo)出高層的技術(shù)條件；在設(shè)計(jì)進(jìn)行和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，仿真與硬件開(kāi)發(fā)一起確定最后的技術(shù)條件并檢查子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響；在運(yùn)行情況下，仿真可作檢修故障的工具，并預(yù)計(jì)系統(tǒng)的壽命?，F(xiàn)在，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通信系統(tǒng)的仿真已日益普遍，成為今天設(shè)計(jì)和分析通信系統(tǒng)的重要工具。許多專(zhuān)業(yè)的軟件公司開(kāi)發(fā)了大量的計(jì)算機(jī)仿真模塊(軟件)幫助通信系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)，比較常用的有HP公司的ADS、MathWorks公司的SIMULINK等等。
不同的仿真軟件都有各自的特點(diǎn)及其適用的范圍。目前還沒(méi)有一種仿真軟件可以作到能夠滿(mǎn)足一個(gè)領(lǐng)域所有的仿真需要。有時(shí)候要實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，而系統(tǒng)不同的部分對(duì)仿真軟件有不同的要求，則該系統(tǒng)中可能會(huì)采用多種不同的仿真軟件相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真。同時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真方法一個(gè)明顯的不足是運(yùn)算量龐大，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的通信系統(tǒng)而言尤其如此，由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力有限，有時(shí)進(jìn)行一次仿真甚至需要花幾個(gè)月的時(shí)間。為了縮短仿真時(shí)間，有必要將仿真任務(wù)劃分成多個(gè)模塊放在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上并行仿真，以減小每臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算量，提高運(yùn)算速度；在有些場(chǎng)合還需要將不同的仿真軟件接連起來(lái)，采用流水線作業(yè)方式以提高仿真速度。但是，由于不同的仿真軟件是由不同的公司開(kāi)發(fā)的，相互之間并不一定有互連的接口，而且這些軟件通常應(yīng)用于不同的操作系統(tǒng)(如Microsoft Windows、UNIX等)和不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)(如PC機(jī)、工作站等)，互連起來(lái)就更加困難了。
本發(fā)明的目的在于提供一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，它能將處于不同地域、使用不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)，聯(lián)合成一統(tǒng)一的接口整體，并通過(guò)靈活配置的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使不同的仿真模塊互相配合，以較高效率完成復(fù)雜的仿真任務(wù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明，即一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，它由一個(gè)仿真主控平臺(tái)、一個(gè)仿真信號(hào)源和N個(gè)不同的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所述的仿真信號(hào)源，受仿真主控平臺(tái)的控制來(lái)生成仿真所需要的原始數(shù)據(jù)；所述的仿真主控平臺(tái)包含仿真主控平臺(tái)本體，與該仿真主控平臺(tái)本體相連的調(diào)度接口模塊，以及與該調(diào)度接口模塊互連的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)配置和監(jiān)控的主控模塊；所述的各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)分別包含其計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體、與該計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體互連的調(diào)度接口模塊、以及與該調(diào)度接口模塊互連的完成各種仿真任務(wù)的仿真模塊。
上述的跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其中調(diào)度接口模塊包括數(shù)據(jù)調(diào)度層，它位于所述的仿真主控平臺(tái)本體所提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層之上，并與它相連，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層送來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)該數(shù)據(jù)類(lèi)型以及主控模塊的配置進(jìn)行處理，并接收需要發(fā)送的數(shù)據(jù)和命令，進(jìn)行發(fā)送；仿真數(shù)據(jù)單元，它位于所述數(shù)據(jù)調(diào)度層的上層并與之相連，用于與各仿真模塊之間的數(shù)據(jù)交換，將要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真模塊或者將仿真模塊處理完畢的數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真流程的下一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)；控制命令單元，它位于所述數(shù)據(jù)調(diào)度層的上層并與之相連，負(fù)責(zé)仿真控制命令的生成和解釋。
上述的跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其中主控模塊包括仿真監(jiān)控單元，用于完成對(duì)各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的仿真進(jìn)程監(jiān)視和控制，即仿真開(kāi)始、中斷、結(jié)束控制以及各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)狀態(tài)的監(jiān)視；仿真結(jié)構(gòu)設(shè)置單元，主要根據(jù)不同的仿真需求，設(shè)定各段仿真數(shù)據(jù)流的目的地址和源地址，以確定整個(gè)聯(lián)合仿真系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；仿真參數(shù)配置單元，主要根據(jù)仿真的要求確定仿真參數(shù)。
上述的跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型結(jié)構(gòu)。
上述的跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
上述的跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)，也可以是廣域網(wǎng)，或Internet網(wǎng)。
采用了上述的技術(shù)方案，可以使處于不同地域的仿真模塊通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互配合進(jìn)行聯(lián)合仿真，打破了地域的限制，實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真(包括遠(yuǎn)程)。另外通過(guò)調(diào)度接口模塊，實(shí)現(xiàn)了使用不同類(lèi)型計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)(即主機(jī)類(lèi)型不同、操作系統(tǒng)不同和仿真軟件不同)之間的靈活互連，達(dá)到聯(lián)合仿真網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靈活配置，并實(shí)現(xiàn)了不同仿真模塊之間的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)仿真過(guò)程就像流水線作業(yè)一樣，當(dāng)一個(gè)仿真數(shù)據(jù)在一個(gè)仿真模塊處理完畢后立即通過(guò)調(diào)度接口模塊傳送到下一個(gè)仿真模塊，使仿真效率得以提高。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a是本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置為樹(shù)型結(jié)構(gòu)時(shí)的邏輯框圖；圖2b是本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置為環(huán)形結(jié)構(gòu)時(shí)的邏輯框圖；圖3是本發(fā)明的仿真主控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖1、圖2a、圖2b所示，本發(fā)明一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，它由一個(gè)仿真主控平臺(tái)1、一個(gè)仿真信號(hào)源和N個(gè)不同的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)2～n(即運(yùn)行在不同操作系統(tǒng)如Microsoft Windows或任何一種UNIX、具有不同仿真模塊的計(jì)算機(jī))通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。所述的仿真信號(hào)源1′，受仿真主控平臺(tái)1的控制來(lái)生成仿真所需要的原始數(shù)據(jù)；所述的仿真主控平臺(tái)1包含仿真主控平臺(tái)本體11，與該仿真主控平臺(tái)本體11相連的調(diào)度接口模塊12，以及與該調(diào)度接口12模塊互連的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)配置和監(jiān)控的主控模塊13(由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn))；所述的各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)2～n分別包含其計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體21、31…10N＋1、與該計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體互連的調(diào)度接口模塊12、以及與該調(diào)度接口模塊互連的完成各種仿真任務(wù)的仿真模塊(由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn))23、33…10N＋3。所述的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)，也可以是廣域網(wǎng)，或Internet網(wǎng)，并且計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以為樹(shù)型結(jié)構(gòu)，也可以為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，所述的調(diào)度接口模塊12包括數(shù)據(jù)調(diào)度層112，它位于所述的仿真主控平臺(tái)本體21所提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層211之上，并與它相連，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層送來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)該數(shù)據(jù)類(lèi)型以及主控模塊13的配置進(jìn)行處理，并接收需要發(fā)送的數(shù)據(jù)和命令，進(jìn)行發(fā)送；仿真數(shù)據(jù)單元113，它位于所述數(shù)據(jù)調(diào)度層112的上層并與之相連，用于與各仿真模塊22之間的數(shù)據(jù)交換，將要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真模塊或者將仿真模塊處理完畢的數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真流程的下一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)；控制命令單元114，它位于所述數(shù)據(jù)調(diào)度層112的上層并與之相連，負(fù)責(zé)仿真控制命令的生成和解釋。
如圖3所示，所述的主控模塊13包括仿真監(jiān)控單元131，用于完成對(duì)各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的仿真進(jìn)程監(jiān)視和控制，即仿真開(kāi)始、中斷、結(jié)束控制以及各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)狀態(tài)的監(jiān)視；仿真結(jié)構(gòu)設(shè)置單元132，主要根據(jù)不同的仿真需求，設(shè)定各段仿真數(shù)據(jù)流的目的地址和源地址，以確定整個(gè)聯(lián)合仿真系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；仿真參數(shù)配置單元133，主要根據(jù)仿真的要求確定仿真參數(shù)。
本發(fā)明基于這樣一個(gè)事實(shí)即目前的絕大多數(shù)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型都支持TCP/IP協(xié)議棧，并且絕大多數(shù)的仿真軟件都提供了C語(yǔ)言的接口，這樣就可以用C語(yǔ)言為各個(gè)仿真軟件開(kāi)發(fā)出接口模塊，通過(guò)C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)中的套接口調(diào)用實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各仿真模塊之間的數(shù)據(jù)交換。
由于TCP/IP協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層是通過(guò)主機(jī)的IP地址唯一識(shí)別主機(jī)的，因此可以通過(guò)在主控模塊中設(shè)置，輸入數(shù)據(jù)流的源地址以及輸出數(shù)據(jù)流的目的地址，就可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為任意的邏輯結(jié)構(gòu)。
綜上所述，本發(fā)明利用了各種操作系統(tǒng)、各種網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一支持的TCP/IP協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)仿真平臺(tái)的互連，提供了多臺(tái)計(jì)算機(jī)的并行仿真結(jié)構(gòu)或流水線仿真結(jié)構(gòu)，分擔(dān)仿真運(yùn)算量，加快仿真速度，實(shí)現(xiàn)仿真數(shù)據(jù)的同步處理，并通過(guò)配置各段仿真數(shù)據(jù)流的源地址和目的地址，實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靈活配置。本發(fā)明還通過(guò)各種計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)不同地域的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的遠(yuǎn)程聯(lián)合仿真。
權(quán)利要求
1.一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其特征在于它由一個(gè)仿真主控平臺(tái)、一個(gè)仿真信號(hào)源和N個(gè)不同的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所述的仿真信號(hào)源，受仿真主控平臺(tái)的控制來(lái)生成仿真所需要的原始數(shù)據(jù)；所述的仿真主控平臺(tái)包含仿真主控平臺(tái)本體，與該仿真主控平臺(tái)本體相連的調(diào)度接口模塊，以及與該調(diào)度接口模塊互連的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)配置和監(jiān)控的主控模塊；所述的各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)分別包含其計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體、與該計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體互連的調(diào)度接口模塊、以及與該調(diào)度接口模塊互連的完成各種仿真任務(wù)的仿真模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的調(diào)度接口模塊包括數(shù)據(jù)調(diào)度層，它位于所述的仿真主控平臺(tái)本體所提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層之上，并與它相連，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層送來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)該數(shù)據(jù)類(lèi)型以及主控模塊的配置進(jìn)行處理，并接收需要發(fā)送的數(shù)據(jù)和命令，進(jìn)行發(fā)送；仿真數(shù)據(jù)單元，它位于所述數(shù)據(jù)調(diào)度層的上層并與之相連，用于與各仿真模塊之間的數(shù)據(jù)交換，將要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真模塊或者將仿真模塊處理完畢的數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真流程的下一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)；控制命令單元，它位于所述數(shù)據(jù)調(diào)度層的上層并與之相連，負(fù)責(zé)仿真控制命令的生成和解釋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的主控模塊包括仿真監(jiān)控單元，用于完成對(duì)各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的仿真進(jìn)程監(jiān)視和控制，即仿真開(kāi)始、中斷、結(jié)束控制以及各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)狀態(tài)的監(jiān)視；仿真結(jié)構(gòu)設(shè)置單元，主要根據(jù)不同的仿真需求，設(shè)定各段仿真數(shù)據(jù)流的目的地址和源地址，以確定整個(gè)聯(lián)合仿真系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；仿真參數(shù)配置單元，主要根據(jù)仿真的要求確定仿真參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)，也可以是廣域網(wǎng)，或Internet網(wǎng)。
全文摘要
一種跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真系統(tǒng),它由一個(gè)仿真主控平臺(tái)、一個(gè)仿真信號(hào)源和N個(gè)不同的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。仿真主控平臺(tái)包含仿真主控平臺(tái)本體,調(diào)度接口模塊和實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)配置和監(jiān)控的主控模塊;各計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)分別包含其計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)本體、調(diào)度接口模塊和完成各種仿真任務(wù)的仿真模塊。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的聯(lián)合仿真(包括遠(yuǎn)程)。另外實(shí)現(xiàn)了使用不同類(lèi)型計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)之間的靈活互連,提高了仿真效率。
文檔編號(hào)G06F9/455GK1335558SQ00119508
公開(kāi)日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2000年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月25日
發(fā)明者蘇豫新, 王明敏, 李鵬, 姚繼軍, 楊振鈞, 朱靜寧 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司