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網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)合仿真的時間同步 
定 價：88 元
9 7 4 8 8 7 4 1 8 2 3 1 4 讀者對象:從事裝備試驗、模擬訓(xùn)練和作戰(zhàn)評估等應(yīng)用領(lǐng)域仿真系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)人員； 從事LVC聯(lián)合仿真、分布式仿真等技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)研究人員。 
本書來源于課題組長期的工程實踐積累，尤其是吸收了國家科技協(xié)同創(chuàng)新重大示范工程"XXXX仿真平臺”的相關(guān)經(jīng)驗。從裝備試驗、模擬訓(xùn)練和作戰(zhàn)評估等領(lǐng)域的分布互聯(lián)實際應(yīng)用需求出發(fā)，研究解決實現(xiàn)互聯(lián)互通互操作的核心關(guān)鍵問題。重點圍繞網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)合仿真的時間同步問題進行論述，屬于分布式仿真系統(tǒng)構(gòu)建的核心問題，同時也是網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)合仿真工程應(yīng)用中的實際技術(shù)難點問題。首次從工程實踐的角度出發(fā)，構(gòu)建了完備的網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)合仿真的時間同步技術(shù)體系，重點圍繞邏輯時間協(xié)同推進、時鐘時間對準(zhǔn)、虛實之間協(xié)同推進等關(guān)鍵問題，給出了可行的解決方案。針對所有提出的關(guān)鍵技術(shù)，本書都給出了具體且可執(zhí)行的實現(xiàn)方法和應(yīng)用驗證案例，具有較好的可操作性和可借鑒性。
王鵬，男，漢族，1989年7月生，吉林農(nóng)安人。2018年畢業(yè)于國防科技大學(xué)，獲得工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任國防科技大學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)院系統(tǒng)仿真工程系副教授、青年學(xué)術(shù)骨干、碩導(dǎo)。擔(dān)任中國仿真學(xué)會專委會委員、中國自動化學(xué)會系統(tǒng)仿真專業(yè)委員會委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。長期從事建模與仿真技術(shù)的研究與教學(xué)工作，研究方向包括分布式仿真、數(shù)字孿生、戰(zhàn)場環(huán)境仿真等。入選中國科協(xié)青年人才托舉工程、國防科技大學(xué)高層次創(chuàng)新人才（拔尖人才項目）等人才計劃多項。作為核心骨干成員，擔(dān)任國家某科技協(xié)同創(chuàng)新重大示范工程主任設(shè)計師，主持國家自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金等科研項目十余項。近年來以第一作者身份發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文20余篇，出版學(xué)術(shù)專著1部，申請發(fā)明專利20余項，獲會議優(yōu)秀論文獎多項，主持研發(fā)了仿真中間件（JLINK）、戰(zhàn)場環(huán)境仿真平臺等多個軟件工具，部分研究成果獲軍事科學(xué)技術(shù)進步三等獎1項（排名第1），參與多個建模與仿真相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制修訂工作。
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 ................................................................................... 016 1.3.2 數(shù)據(jù)狀態(tài)維護 ................................................................................... 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)延遲的補償 ......................................................................................... 108 2.5.1 經(jīng)典的補償方法 ............................................................................... 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 ....................................................... 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 ........................................................................... 173 4.2.4 外同步性能指標(biāo) ............................................................................... 174 4.3 基于遞階混合的機器時鐘對齊.................................................................. 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)運行機理 ............................................................... 245 5.4 時間同步功能實現(xiàn) ..................................................................................... 246 5.4.1 Tick 機制 .......................................................................................... 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 ...................................................................................................................... 257
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