分布式仿真技术精选(九篇)

第1篇：分布式仿真技术范文

关键词：分布式电源 规划设计 关键技术

中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0007-02

为了逐步提升微电子关键技术应用水平，提升微电网规划设计的科学性和合理性，实现电网的优化运行及相关问题的有效控制。下面我们就微电网关键技术加以总结分析，并从微电网数字仿真及实验研究等方面做出简要论述，提出更加有效的技术发展意见和建议。

1 微电网仿真

1.1 数字仿真

微电网常用的应用手段之一就是数字仿真，并就规划设计、运行机理、保护控制等问题进行了有力的技术支撑。对数字仿真方向而言，微电网就是热力学和化学等方面的耦合。由于微电网控制系统和设备存在一定的时间常数差异，微电网系统强刚性特点，该技术能够实现系统稳态运行和动态过程的整体仿真。微电网数字技术研究就是不断提升数字仿真性能，实现电网系统性能，满足电能供应需求。

1.2 建模技术

微电网建模有利于实现各个结构层面和时间尺度的划分，并根据不同研究目的和各种原件时间尺度仿真模型建设，更好地满足仿真模型建立要求，提高仿真建模技术的仿真效率和精度。微电网就是要提高仿真速度或是非线性部分，进而实现分布式电源非线性静态特性拟合化简。

1.3 数字仿真方法

基于微电网稳定性规划、仿真、调度进行微电网稳态分析，其特殊性主要体现在发电系统建模上。分布式电源就是要综合全面进行交直流混合微电网特点研究，提升交直流稳定性仿真水平。微电网特点就是要在解决过程中，逐步描述代数方程和微分方程，提升隐式算法计算量，实现对仿真速度的有效控制，优化系统稳定性和仿真速度。微电网使用过程中应合理选择仿真数据计算方法。微电网暂态仿真应逐步加强计算精度，以实现更加精确的仿真计算。对电子设备计算矩阵和精确求解等相关数值振荡和开关动作问题进行线性插值调整，以便于更好地实现非线性方程、精确求解过程。

由于受仿真计算速度的影响，微电网暂态仿真计算规模受到限制。常用的计算方法有并行仿真算法和高效稀疏技术，这可以极大地提升仿真计算效率。微电网特点有利于实现对电能控制系统求解过程的并行计算；从算法层面增加仿真速度，并从矩阵指数的角度实施数值积分算法，努力提升状态空间网络简化，通过维持算法稳定性逐步改善微电网电磁暂态仿真速度和计算精度。

如上图所示，微电网规划设计大致如此。相较于传统的输电网仿真，微电网实时仿真要结合诸多问题，合理选择研究环节或是部分仿真区域，微电网系统实时仿真就是最极端的状况。以微电网仿真技术手段进行仿真速度的控制，综合考虑成本影响因素和仿真实时性，进一步推动微电网仿真系统的发展。

2 微电网实验研究

微电网使用规模较小，与传统电力系统规模有着一定的差距，微电网实验研究可以通过真实物理装置实验增进对相关数据的了解，构建科学合理的微电网实验系统，更好地反映实验研究对象。微电网系统建设的意义和建立仿真实验室的根本原因在于以下几点。

笔者将微电网实验和仿真结果相对应，并进一步验证了仿真参数和模型的正确性，建立微电网仿真研究平台，满足电网能源供应需求。微电网实验运行研究能够及时提出有效的解决对策和意见，创造更加有利的调查研究条件。

实验系统研究能够加强微电网能量管理、控制、运行和保护、技术理论载体，笔者结合了数字仿真和物理模拟实验系统，综合仿真系统建设，更好地发挥实验研究作用，逐步扩大数字仿真实验系统，努力提升动模实验室仿真能力，促进微电网实验系统未来发展。

微电网实验平台建设已经成为近年来电力系统发展的主要趋势，但微电网实验平台在建设初期功能单一、结构简单、针对性较强。微电网实验平台最早建立是在欧洲，进而加深对微电网分层控制结构验证，电力可靠性技术研究，使得微电网概念更加明确，实现了微网实验平台分布式电源建设。

微电网实验研究有利于提升分布式电源控制策略的有效性，验证了技术应用的效率，实现微电网暂态频率和电压的优化调整，增加了微电网孤岛模式与并网模式间切换的有效性。可再生能源实验室包括3个子微电网交直流微电网平台建设，并充分利用分布式发电系统可靠性测试和并网技术研究，积极加入微电网管理规则和分布式发电工作当中。

随着微电网应用范围的快速发展，大部分地区先后建立结构各异、类型多样的微电网实验平台，进而不断完善能量管理功能、实施微电网平台有效控制，丰富电源类型，提升微电网结构的合理性。微电网实验平台建设离不开相关技术的研究和应用，微电网实验平台建设具有以下几方面特点。

首先，储能种类与分布式电源较为丰富。常见的电网能源有燃料电池、风机、光伏、微型燃气轮机等几种分布式电源，储能设备有超级电容、锂离子电池、液流电池、压缩空气等。其次，微电网运行场景较为丰富、结构灵活多变。通过对工程测试和实验要求研究实现电网结构的合理化，并进行各种不同运行场景模拟。最后，完善能量管理、监测、保护和控制等方面的功能。微电网系统结构的优化需要实现分布式电源、储能协调控制、故障特性了解，逐步加强实验研究，进而取得更加有效的电网运行结果。

微电网技术的日趋完善极大地加快了微电网示范工程和实验平台建设，同时创造了更大的技术应用价值。结构复杂化将是未来微电网发展的主要趋势，例如：交直流混合型的微电网也十分常见，这也将成为微电网并网发展建设常态。微电网关键技术研究有利于分布式电源并网运行问题的进一步解决，技术研究有利于能源效率的优化，降低能源应用成本。

微电网从局部解决了分布式电源大规模并网时的运行问题，同时，它在能源效率优化等方面与智能配电网的目标相一致，是智能配电网的重要组成部分。对用户，微电网除了提供电能外，还充分发挥其供冷、供热、供气的能力，进一步提高终端能源的利用效率；对电网，随着电力市场的完善、需求侧响应技术的发展，微电网将更多地参与配电网的调度，提供多种辅助服务。上述问题都将对未来微电网的规划设计、优化运行、控制保护等多方面提出新的要求。

3 结语

综上所述，微电网关键技术研究有利于满足整体结构的规划设计、控制保护、优化运行等方面的要求，提升配电网调度的有效控制，提升能源利用率，完善电力市场。

参考文献

[1] 杨柳，袁志，张晓冬，等.微电网技术进展及其对实现智能电网的影响[J].山东电力高等专科学校学报，2011（3）：4-8.

第2篇：分布式仿真技术范文

［关键词］ EDA技术 电子系统 仿真

二十世纪后半期，随着集成电路和计算机的不断发展，电子技术面临着严峻的挑战。由于电子技术发展周期不断缩短，专用集成电路(ASIC)的设计面临着难度不断提高与设计周期不断缩短的矛盾。为了解决这个问题，要求我们必须采用新的设计方法和使用高层次的设计工具。在此情况下，EDA(Electronic Design Automation即电子设计自动化)技术应运而生。随着电子技术的发展及缩短电子系统设计周期的要求，EDA技术得到了迅猛发展。

一、EDA技术的定义及构成

所谓EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统。它是以计算机为工作平台，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以EDA工具软件为开发环境，以大规模可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)为设计载体，以专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、单片电子系统SOC(System On a Chip)芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程 [J]。在此过程中，设计者只需利用硬件描述语言HDL(Hardware Description language)，在EDA工具软件中完成对系统硬件功能的描述，EDA工具便会自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。

现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力。EDA技术研究的对象是电子设计的全过程，有系统级、电路级和物理级各个层次的设计。EDA技术研究的范畴相当广泛，从ASIC开发与应用角度看，包含以下子模块：设计输入子模块、设计数据库子模块、分析验证子模块、综合仿真子模块和布局布线子模块等。EDA主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法，然后从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计，在方框图一级进行仿真、纠错，并用VHDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。

二、EDA技术的发展

EDA 技术的发展至今经历了三个阶段：电子线路的CAD是EDA发展的初级阶段，是高级EDA系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力，协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图。它可以减少设计人员的繁琐重复劳动，但自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。

EDA技术中级阶段已具备了设计自动化的功能。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计，而且可以代替人进行某种思维。

高级EDA阶段，又称为ESDA (电子系统设计自动化)系统。过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，设计者先对系统结构分块，直接进行电路级的设计。EDA技术高级阶段采用一种新的设计概念：自顶而下(TOP-Down)的设计程式和并行工程(Concurrent Engineering)的设计方法，设计者的精力主要集中在所设计电子产品的准确定义上，EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段EDA技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述。可进行系统级的仿真和综合。

三、基于EDA技术的电子系统设计方法

1.电子系统电路级设计

首先确定设计方案，同时要选择能实现该方案的合适元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后，根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行后分析，包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以将分析后的结果参数反标回电路图，进行第二次仿真，也称为后仿真，这一次仿真主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。

可见，电路级的EDA技术使电子工程师在实际的电子系统产生之前，就可以全面了解系统的功能特性和物理特性，从而将开发过程中出现的缺陷消灭在设计阶段，不仅缩短了开发时间，也降低了开发成本。

2. 系统级设计

系统级设计是一种“概念驱动式”设计，设计人员无须通过门级原理图描述电路，而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚，设计人员可以把精力集中于创造性概念构思与方案上，一旦这些概念构思以高层次描述的形式输入计算机后，EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计。

系统级设计的步骤如下：

第一步：按照“自顶向下”的设计方法进行系统划分。

第二步：输入VHDL代码，这是系统级设计中最为普遍的输入方式。此外，还可以采用图形输入方式(框图、状态图等)，这种输入方式具有直观、容易理解的优点。

第三步：将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。对于大型设计，还要进行代码级的功能仿真，主要是检验系统功能设计的正确性，因为对于大型设计，综合、适配要花费数小时，在综合前对源代码仿真，就可以大大减少设计重复的次数和时间，一般情况下，可略去这一仿真步骤。

第四步：利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理，生成门级描述的网表文件，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品系列进行的，所以综合的过程要在相应的厂家综合库支持下才能完成。综合后，可利用产生的网表文件进行适配前的时序仿真，仿真过程不涉及具体器件的硬件特性，较为粗略。一般设计，这一仿真步骤也可略去。

第五步：利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。

第六步：将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发，通过更换相应的厂家综合库，可以很容易转由ASIC形式实现。

四、前景展望

21世纪将是EDA技术的高速发展时期，EDA 技术是现代电子设计技术的发展方向，并着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域随着集成电路技术的高速发展，数字系统正朝着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系统级芯片(SoC，System on Chip)方向发展，借助于硬件描述语言的国际标准VHDL和强大的EDA工具，可减少设计风险并缩短周期，随着VHDL语言使用范围的日益扩大，必将给硬件设计领域带来巨大的变革。

参考文献：

[1]谭会生，张昌凡.EDA技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001.

[2]李经智.EDA技术及其应用[J].齐齐哈尔大学学报，2006.

第3篇：分布式仿真技术范文

【关键词】 电力系统 云计算技术 应用

对于网络技术的发展，云计算技术是核心技术，它作为一种新兴资源使用模式，影响着网络的未来发展，并改变数据访问、应用模式，实现高效、安全的应用交付[1]。在电力系统中，云计算技术的应用，为电力系统的运行、电力企业的办公等提供方便，应用前景广泛。

一、电力系统中云计算技术的应用

（一）电力系统的运行方式

云计算具有强大的存储与计算能力，可扩展性强，便利软件的开发、资源共享，在电力系统中得到广泛应用。对于智能电网而言，其利用通信技术与现代信息，对电力系统的发电、变电、用电等环节的数据采集、存储、传输等进行不断深化，以此使系统达到数字化的数据采集、自动化的生产、信息化的经营管理等。近几年，随着电力工业的改革、优化，电力系统不断采用分布式电源，电力系统逐渐向分布式空控制发展。

（二）在信息处理方面的应用

将云计算技术应用于电力系统，利用智能云，拆分电力系统内网中庞大的计算，使其形成比较小的计算块，然后通过多台的服务器对其进行处理，并向客户反馈处理后的结果。通过这种方式，便可实现在极短的时间内，智能云对巨大信息的处理。此外，利用云计算，实现资源的共享，方便员工的信息利用与工作开展，而计算能力的强大也方便了系统中各种复杂的计算问题的解决，优化了系统控制。

（三）电力系统潮流计算

通过电力云的应用，可提高电力系统运行的潮流计算速度，优化潮流计算方法。利用最优潮流并行算法，在进行计算预想事故时，可对预想事故进行分组，将分为多个不同的组别，然后分配给不同的处理器，对其进行分析。同时，还可利用于牛顿法的并行潮流解法，通过分解、协调等技术手段，协调分类系统中出现的问题，将问题分解为多个子问题，通过多个处理器对其进行计算求解，通过这这种方式，提高了计算速度，对需要处理的预想事故数目进行准确的计算。

二、电力系统中云计算技术的重点

（一）海量数据管理技术

由于云计算平台为大量用户提供支持，而每个用户都有自己的数据，因此在系统内会产生海量数据。研究云计算在电力系统中的应用，根据电力系统与云计算自身的特点，合理优化应用技术。在电力系统仿真计算云环境下，数据的检索、存储、管理技术系统运行的关键。利用数据库、选择合适的分布式文件系统，可有效解决灾难数据恢复、数据分布式检索等问题。

（二）仿真数据安全技术

在系统运行中，为了确保数据安全，需要认真研究数据管理、用户管理、资源认证、权限管理等技术，确保电力系统仿真数据的安全性、完整性。因此，在系统运行中，云计算技术应加强对数据的保密，提高仿真数据的安全性，可通过数据加密技术，利用华为技术公司的IaaS层资源管理软件，使数据安全问题的到有效解决[3]。

（三）大规模分布式计算技术

在电力系统中，对于大规模分布式仿真技术的应用，包括仿真任务的动态分配、仿真时间的准确评估、仿真任务的优先管理等。在云环境下，对电力系统的仿真技术属于密集型与计算密集型应用，其数据的调度、技术需要遵守“就近原则”，充分利用计算资源，并降低数据的获取时间，使单个仿真任务性能得到最大限度地提高，优化云仿真系统的总体性能。

（四）一体化数据管理技术

对于云计算在电力电力系统中的应用而言，在系统的多级调度中，采用一体化数据管理技术与模型。在目前的的数据模型中，一般采用EICCIM国际标准，并用国网E格式规范数据交换，而对于计算输入数据而言，可采用BPA和PSASP兼容的模式。

三、结语

云计算作为一个新技术，各领域的应用还处于初步阶段，云计算技术的应用与技术发展还有待提升。云计算技术在电力系统中应用，为电力系统的运行提供了保障，电力云的提出与构建，对电力系统的计算、存储、信息交换带来影响，通过对信息资源的整合调度，为电力系统的运行、企业办公、计算等带来改变，提供了系统的存储、计算能力，使电力系统的整体性能得以提高。

参考文献

[1]杨旭昕，刘俊勇，季宏亮等.电力系统云计算初探[J].四川电力技术，2010，33（3）：71-76

第4篇：分布式仿真技术范文

关键词：

当前重理论而轻实践教育现象非常严重,不利于电子商务人才的培养。原因在于实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。本文详细说明了计算机仿真技术在电子商务教学中如何应用。

电子商务作为一个新兴领域,各个院校在电子商务专业建设中,培养目标和课程体系不是完全统一，因此侧重点是不同的。普遍存在的问题是重理论而轻实践的现象非常严重,不利于电子商务人才地培养。原因很简单，就是实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。利用计算机技术、网络技术等现代信息技术从事商务活动,突出学生的动手能力,培养融IT与商务于一身的高素质复合型人才。

随着互联网的全面普及，基于互联网的电子商务也应运而生，并在近年来获得了巨大的发展，成为一种全新的商务模式，被许多经济专家认为是新的经济增长点。这种电子商务模式对管理水平、信息传递技术都提出了更高的要求，其中安全体系的构建又显得尤为重要。如何建立一个安全、便捷的电于商务应用环境，对信息提供足够的保护，是商家和用户都十分关注的话题。

一、概述

计算机仿真技术可以为学生提供虚拟的仿真情境, 为学生创设一种开放的、主动的、发现式的探索式的学习环境, 发展学生的高级思维能力和问题解决能力, 从而通过对该情境的操纵、观察和思考得出合理的结论。计算机仿真可以在很大程度上激发学生的高水平思维活动, 让学生通过反省性的、高水平的思维活动来建构深层的、灵活的、真正的知识,近几年, 计算机模拟教学在国内外的电子商务课程中屡见不鲜, 但仿真教学在计算机教学中的应用、尤其是在计算机网络课程中的应用还处于探索研究的阶段, 将计算机模拟应用于教学活动中, 往往能够收到事半功倍的效果。

电子商务引起人们的普遍关注，细说起来也不过是最近几年的事情。电子商务网络仿真实验室可以提供一个真实的环境,在这个环境中,学生可以模拟电子商务的各种活动。因此,电子商务网络仿真实验室具有可操作性、仿真性及适应性强的特点。可操作性,是指电子商务网络仿真实验室中的计算机所需软件;仿真性,是指学生在电子商网络实验室的计算机上安装了相关软件后,能够模拟IT 环境,进行各种电子商务活动等;适应性强,是指电子商务网络仿真实验室能够成为与电子商务相关的多门课程的实习实训基地。在电子商务网络仿真实验室,学生可以学习基本的电子商务网站的建设流程。

二、计算机仿真技术

计算机仿真技术(computer?simulation?technology)是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。计算机仿真，是在研究系统过程中，根据形式性原理，利用计算机来逼真模仿研究对象。研究对象可以是真实的系统，也可以是设想中的系统。传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的，这种方法的优点是直接、形象、易信，但模型受限、容易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机上运行实现。它不怕破坏、容易修改、可重用。因此在现代化生产建设中得到了广泛的采用。并取得了丰硕的成果，带来了可观的经济效益。

计算机仿真技术的核心是按系统工程原理建立真实系统的计算机仿真模型，然后利用模型代替真实系统在计算机上进行实验和研究。由于近年来信息技术的发展特别是高性能海量并行处理技术，可视化技术，分布处理技术，多媒体技术，虚拟现实技术的发展，使得建立人——机——环境一体化的分布的多维信息交互的仿真模型和仿真环境成为可能，从而使仿真方法有了一些新的发展，形成了一些新的研究仿真方法热点，如：定性仿真方法；面向对象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——机和谐仿真环境建立方法学。

三、电子商务网络仿真实验室

利用仿真技术可以构建电子商务仿真实验室，通用的通信网络硬件实验平台《计算机网络》或《计算机网络与通信》是计算机专业的必修专业课程。它的实验主要是从以下几个方面进行设计的:网络技术做实验:它包括网络布线与制作,计算机操作系统的安装与配置,局域网的设计与实现,广域网的设计与实现。其目的主要是让学生了解常用网络的设备的连接、安装与配置。通过设计、连线和配置,完成网络数据通信实验。计算机网络原理的模拟与仿真:计算机网络模型,有许多协议支持实现,每种协议实现都有些算法。原理的模拟与仿真就是解决其中的一些算法实验,这种实验通常用软件加以实现,但同时也需一些硬件配合完成。其目的主要是使学生通过实验对算法应用理解更深刻。如:数据链路层的连续ARQ,网络安全中的加密算法等。网页虚拟实现交互指导实验:有些网络设备费用很高,也没有必要全部实做,设计一些虚拟网页,通过网络的操作达到实验的目的。如:网络的测试仪的使用,高端网络设备的使用和配置等。

在教学应用中，通过仿真技术不但可以节约教学成本，而且能取得良好的教学效果。

四、结束语

第5篇：分布式仿真技术范文

关键词：分布式系统，综合化，动态化，前期仿真

 

0.引言

智能建筑的基本问题实质上是信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理。它实现的核心是系统集成，也就是说通过系统集成实现综合共享，提高服务质量和工作效率，达到多快、好省和高效的目的。然而，随着社会信息化进程的日益发展和受人们对经济日益国际化趋势的认同，智能建筑必将呈现出新的态势，这种态势体现在进行系统集成的同时，考虑建筑物的异构性、分布性、动态性和碎片性等因素的影响下，应充分体现系统的分布化、综合化、动态化和智能化，这是建筑智能化进程中一个必须重视的战略性问题。另外，任何工程对方案的考核是至关重要的，就智能大厦而言，对方案的考核是一个不容忽视的问题，所以对设计方案的前期仿真很有必要。

1.一体集成的分布化

智能大厦的系统一体化集成实质上是建立在系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成的多种集成的基础上的一门高新技术。智能一体化集成化的本质是计算机网络的管理。传统的集成式网络管理系统难以适应网络规模日益扩大、网络元素日益复杂的楼宇智能化要求，需要引入分布式管理方法。

分布式管理就是将管理的功能合理地分布于多个管理实体，以便有效、及时地对网络资源进行监视、约束和控制，提高响应效率和扩展功能，更好地实现网络管理目标。一个实际的网络系统，可以根据管理的需要，按照地域、功能子系统、网络等定义相对独立的管理域并选定其管理者；各管理域通过管理者的交互实现全局管理目标。管理者之间的交互有两种结构：层次的和全分布的。层次结构是通过上层管理者与下层管理者的交互来完成各管理域的管理者之间的协调。全分布式结构是一种对等结构，采用该方式的管理者之间能直接对等通信。一个实际的应用系统，管理的分布化的过程就是将管理应用功能由集中式客户机/服务器（Client/Server）模式转移到分布式计算平台的过程。分布式计算平台的目标是实现跨平台资源的透明互操作和协同计算。

当前支持分布式计算主要有两类环境：基于过程的分布式计算和面向对象的分布式计算。目前的主流是后一类。如基于CORBA（CommonObject Request Broker Architecture，公共对象请求体系结构）和Java的计算，它们采用面向对象的技术，提供对象式的应用编程接口，主要是针对重用和异构环境下的操作问题，这对相对庞大和复杂的智能大厦系统是非常适用的，目前CORBA技术已引起业界的关注和重视[5]。CORBA是一个开放式跨平台的、语言独立的分布式标准，它引入的概念屏蔽了下层的网络传输，利用面向对象概念，实现分布式应用软件的可重用性和可扩展性，既大大简化了分布式应用系统的开发和维护，又便于异构环境下的集成，具有更高的可用性和可靠性的优点。目前遵从CORBA规范的产品主要有Inprise公司的VisiBroker,IONA公司的Orbix,Digital公司的ObjectBroker,IBM公司的Component Broker等，将基于面向对象的分布式计算技术引入智能建筑是顺应技术潮流的，同时它应是甲乙类智能建筑的技术要求。

另外，分布式管理系统更容易实现大厦的智能化，不仅能实现管理的并行性和分布性，而且具有对管理活动的全过程进行多目标、多因素、多阶段、多层次的协调，实现管理系统的整体协调和全局优化。

2.一体集成的综合化

网络是建筑物智能化的基础，系统一体化是以网络为支撑的，网络信息来源于不同实体，随着智能建筑的不断深化，被管理的对象趋于复杂化，复杂化的因素主要有：被管理的对象趋于复杂化，复杂化的因素主要有：被管理的数量、对象的种类、组织的异构性、物理分布、参与组织的单元的数量、服务综合的程度等，这时，由传统的相对单一的网络管理扩展为基于分布化的网络综合管理是环境的必然要求。

环境是系统存在、变化、发展的外部条件；系统与环境相互作用、相互影响，进行信息、能量或物质的交换。

综合管理是指确保系统的所有资源根据其目的而有效运营的所有手段，它是系统与环境相统一的产物。有关综合管理的平台也在不断涌现和改进，如基于事件（event）的驱动轮询方案，基于CORBA平台的方案。论文大全。

3.一体集成的动态性

事物的发展是m相对稳定的，在相对稳定的情况下，随着环境的需要仍在不断的发展和完善。智能建筑系统一体化集成的动态性是基于分布式的管理系统，也只有分布式的管理系统才能更好地实现其动态化。

动态化有两个含义：其一是故障的检测与动态重组恢复；其二是系统具有可扩展性。分布式系统具有故障诊断软件包，采用互查技术来检测系统发生故障的部位，并进行处理，动态地分配或重组系统，使系统工作于可靠状态。分布式系统采用并行处理技术，可满足智能大厦分阶段建筑使用的要求，边组织，边开通，从而减少了一次性开通的难度和避免了一次性投资的方式。另外分布式系统的硬件和软件都是模块化的，模块的连接嵌入比较方便，能够很好地配合日益扩大的系统需求，便于提高和完善系统的性能，保障了系统的动态先进性。系统的动态化要求使用动态的管理策略，由于Java和CORBA的迅速发展，动态管理技术也在日趋成熟。

4.前期仿真

智能大厦的建设除了要达到预期的目标，即提供安全、舒适、快捷的优质服务，建立先进、科学的综合管理机制，节省能源和降低成本，还要达到系统的优化配置以减少投资。这就需要在工程实施前对系统设计的基本要求和功能进行考核，以便查漏补缺和修正。论文大全。另外，因为智能大厦的网络集成不同于研究试验网，网络系统可靠性、开放性等要素对大厦的智能化管理和提高运行效率具有十分重要的意义，所以，对智能大厦的前期仿真就显得不仅十分必要而且十分重要。

由美国的Cleve和Moler博士在1980年前后创立的、正在蓬勃发展的Matlab为系统的动态仿真提供了良好的环境。Matlab的家族成员之一的Simulink为系统的仿真更是提供了极大的方便，综合其它软件的使用可以使该软件在智能建筑的CAD中发挥更大的作用；此软件也能为其它软件提供良好的接口，便于SynchroHome等智能化集成系统软件的调用。论文大全。该软件有两个明显的功能；连接与仿真。首先利用鼠标在模型窗口上画出所需的系统模型。然后利用软件提供的功能对系统直接进行仿真，在系统的任何节点上可以输出波形，从而更好地监控系统的工作过程，并实时地对系统模型进行修改以达到预期目的。这种思想和方法适合于智能大厦一体化集成的仿真与分析，相信基于Simulink的仿真技术必将在智能建筑的CAD中打开一个崭新的局面。

5.结论

通过以上分析可见，随着智能大厦进程的不断加快和深化，随着“数字城市”和“数字地球”研究的不断深入，智能大厦系统集成的主要趋势将是分布化、综合化、动态化，它们之间的关系是相辅和承和互相促进的；同时由于智能大厦的建设是一种投资行为，对其进行前期仿真是十分必要性。

第6篇：分布式仿真技术范文

关键词:高层体系结构;数据过滤;声明管理;数据分发管理;区域匹配

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)31-pppp-0c

Data Filtering Mechanism in High Level Architecture

ZHANG Ji-fu1, DENG Hua2

(1.Military Simulation Technology Institute, Air Force Aviation University, ChangChun 130022, China; 2.Dept. of Computer, Air Force Aviation University, ChangChun 130022, China)

Abstract: High Level Architecture is the technique frame and integrate standard of distributed interactive simulation technology. It provide a data filtering mechanism to decide what information can be can generated, send and received by each simulation application. The data filtering mechanism can effectively improve the whole simulation system scalability. It's realized by Declaration Management and Data Distribution Management. The article detailed analysis of the basic principles of the mechanism based on a depth study of HLA filtering mechanism, then presented the specific implementations of the mechanism through its typical algorithms.

Key words: high level architecture(HLA); data filtering; declaration management; data distributed management; regions matching

HLA(High Level Architecture,高层体系结构)是分布式仿真的一种技术框架和集成标准,它在本质上是人为定义的一种软件体系结构。我们通常可以把HLA看作是一个总线,所有小的仿真系统都向它接入,从而形成一个更大规模的仿真系统,同时HLA还帮助实现了整个系统的扩展。

HLA对分布交互仿真(Distributed Interactive Simulation,DIS)最大的改进就体现在整个仿真系统的可扩展性上。DIS由于先天设计上的原因,不适合大规模的仿真应用,而HLA则在设计伊始就将大规模仿真应用作为其设计目标之一。同DIS所采用的广播式的数据交换方法不同,HLA对参与到整个仿真系统中的单独的仿真应用的数据发送和接收都进行了规定,换句话说就是提供了一种数据过滤机制来判断每个仿真应用可以产生什么样的信息,发送什么样的信息,接收什么样的信息等等,进而将无用的信息过滤掉,减少网络流量。这种数据过滤机制的具体实现就是声明管理(Declaration Management,DM)和数据分发管理(Data Distributed Management,DDM)。

DM和DDM可以看作是从“类”和“值”两个方面对数据进行过滤。从“类”的方面进行数据过滤是指:盟员通过DM订购一个对象类的属性值或一个交互类,则RTI(Run Time Infrastructure,运行支撑环境,可以看作是HLA规范的具体实现)将保证该盟员只接收到HLA联盟中订购对象类的所有对象的属性值和属于订购交互类的所有交互,且不传送给盟员它没有订购的信息;从“值”的方面进行数据过滤是指:盟员基于公布的属性值的特征有选择地接收订购的属性值,这种接收的前提是该属性值必须是已用DM订购的属性值。通过上面这段描述我们可以发现,DDM实际上是在建立在DM基础上的一种更为精确的数据过滤机制。

1 DM的数据过滤原理

声明管理DM是HLA中的一种普适方法,也是每个基于HLA的仿真应用中都会用到的数据过滤方式。当一个盟员要加入某个联盟时,必须首先公布它可能产生的对象类和交互类,同时还要订购它感兴趣的对象类和交换类,这种公布和订购就是“声明”。盟员将“声明”传送给RTI,再由RTI来安排数据的路由和转发。当联盟通知一个盟员已经没有其他盟员订购它所公布的某项数据时,该盟员就停止向网络发送这项数据,由此降低了网络中的通信流量。

在对象类和交互类的公布/订购过程中有一个差别,就是对于对象类,盟员可以公布/订购其有效属性的子集,而对于交互类,盟员必须公布/订购整个交换类。通过这种数据过滤机制得到的数据并不仅仅是特定对象实例的更新值,还可能包括其他对象实例的更新值,因此这种过滤机制仅适用于规模较小的联盟或每一类对象实例数量较少的联盟,而对于大规模的仿真应用,这种方法的过滤效果就非常有限,故而我们还需要采用更精确的数据过滤机制。

2 DDM的数据过滤原理

同DM的普适性相比,数据分发管理DDM则具有明显的针对性,它是针对仿真中的某些特定需求而提出的一种数据过滤机制。举个例子,在一个大规模的分布式空战对抗仿真系统中,对于每一个单独的飞行仿真系统来说,其他飞行仿真系统的空情数据都是它感兴趣的数据,但是实际上只有一定范围内的空情数据是有效的,那些模拟较远距离飞机的数据或某些无法获知的数据在仿真过程中是没有必要传送的(见图1),DDM的作用就是将这些没有必要传送的数据尽可能的过滤掉。这种数据过滤的实质就是把每个盟员对于数据传输的需求精确化,这样就可以减少无用数据的传输和接收,进而减少网络中的数据流量,提高仿真系统运行效率。

要了解DDM的数据过滤原理,首先要了解几个概念。在DDM中定义了路径空间(Routing Space)的概念,它是一个多维的坐标系统,这个坐标系统的“维”可以是直观的坐标概念,如长度、宽度和高度构成的三维空间;也可以是抽象的人造坐标,如火力、速度、载重量和毁伤概率构成的四维空间。每个盟员都可以定义路由空间,定义一个路径空间,就等于是定义了接收和发送数据的范围,然后盟员在这个数据范围内指出它能够公布和希望订购的数据范围,由这个相对较小的范围构成路径空间的子空间,这就是区域(Regions)。区域是DDM的重要概念,DDM的核心问题就是如何进行区域匹配。所谓区域匹配,就是通过对所有盟员所属区域的扫描,将公布区域和订购区域进行匹配计算,再由RTI决定是否在发送者和接收者之间建立连接,在它们之间传输数据。

需要注意的是,在HLA最新的标准IEEE1516中取消了路径空间的概念,该标准将所有的维都定义在一个空间下,区域的概念改为区域集(Regions Sets),由对区域的匹配改为对区域集的匹配。但是在本质上,新旧标准是一致的,并不影响我们对算法的研究。这种变化实际上是对DDM机制的一种简化,但是由于去掉了只有在同一路径空间里的区域才能进行匹配的限制,每个盟员的各种类属性和交互类都直接与公共空间的维集合相关联,使得该标准中的DDM具有更强的灵活性和更好的可扩展性。

3 数据过滤的实现方法

常见的数据过滤主要有两种实现方法:基于区域的匹配法和基于网格的匹配法。

基于区域的匹配法(Regions-Matching)也称完全匹配法,即把每个公布区域和所有的订购区域都进行匹配计算。这是最基本的数据过滤方法,过滤效果最好,但是计算开销也最大,在较大规模的仿真系统中多不采用这种方法。

基于网格的匹配法(Grid-Matching)是现在很多分布式仿真系统经常采用的一种方法。为了说明这种实现方法,首先回顾一下前面提到的分布式空战对抗仿真系统。我们可以将该仿真系统设定的整个空域对应为一个三维的路径空间,然后将路径空间等分成若干小块,每个小块也是三维的,这个小块就是网格(Grid)。每个参与到该仿真系统的单个飞行仿真系统,作为盟员将自己的公布区域和订购区域映射到网格上,由计算区域是否匹配改为计算区域所属的网格是否匹配,只有身处于同一个网格的两个飞行仿真系统才可以进行数据交互(见图2),这样就可以避免将前文列举到的冗余数据到网络中。在基于网格匹配法的具体实现上,其过滤效果受到区域重叠率、组播地址利用率以及网格尺寸等多种因素的影响,如果安排不当,反而可能降低网络带宽利用率,目前还没有一种公认完善的机制能够保证合理的设计网格。

针对网格法存在的问题,现在提出了很多改良方法,如基于最优网格的匹配法(Best-Grid Matching),基于多层次网格的匹配法(Multilayer-Grid Matching),基于动态网格的匹配法(Dynamic-Grid Matching)等等。这些算法的改进焦点多集中在如何选取合适的网格尺寸,如何动态调整网格尺寸以及如何动态分配组播地址等方面。当前对于数据过滤机制的研究内容也主要集中在这些问题上面。

除了对网格法进行改进之外,很多学者也从其他思路提出了一些新的匹配算法,如基于排序的匹配法(Sort-Matching),基于树型结构的匹配法(Tree-Matching)等。这些方法实质上是通过选取某种合适的数据结构来安排公布和订购区域的匹配顺序,来达到提高数据过滤效率的目的。有的算法还只是停留在概念上,需要更深入的研究和进一步的验证。

随着人工智能技术的兴起,鉴于智能Agent技术在描述复杂现象、研究复杂系统领域表现出的巨大优势,人们将Agent技术引入HLA的数据过滤中来,产生了基于Agent的数据过滤方式,这种方法的应用过程是首先利用智能Agent建模方法对盟员进行建模,然后在盟员和RTI之间嵌入一个Agent通信控制层,由这个控制层作为盟员与RTI通信的中介(见图3),完成数据过滤工作。

4 结束语

HLA的数据过滤机制尚在不断完善过程中,这种数据过滤机制可以限制数据只流向联盟中需要的盟员,这是提高仿真系统可扩展性的关键。由于盟员的公布内容和定购内容都是动态变化的,如何通过优化算法等方式主动的改变公布/订购盟员感兴趣的属性,而不是被动的依赖盟员的公布内容和订购内容调整属性,一直是数据过滤机制的研究热点,这也是今后HLA领域的重要研究方向。

参考文献:

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[2] 张家祥.HLA仿真技术应用教程[M].北京:国防工业出版社,2007.

[3] 杨建池,任纯力,黄柯棣.IEEE1516中数据分发管理研究[J].系统仿真学报,2004,16(3):443-446.(下转第8702页)

(上接第8697页)

[4] 周彦,戴剑伟.HLA仿真程序设计[M].北京:电子工业出版社,2002.

[5] IEEE Standard No.1516-2000,IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S)High Level Architecture (HLA)-Framework and Rules[S]

[6] IEEE Standard No.1516.1-2000,IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S)High Level Architecture (HLA)-Federate Interface Specification[S]

[7] IEEE Standard No.1516.2-2000,IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S)High Level Architecture (HLA)-Object Model Template (OMT) Specification[S]

[8] 齐欢,代建民,吴义明.HLA仿真与UML建模[M].北京:科学出版社,2004.

[9] 黄健,郝建国.HLA仿真系统综合设计[M].长沙:国防科技大学出版社,2008.

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[12] Pankaj Gupta,Ratan K.Guha.A Comparative Study of Data Distribution Management Algorithms[J].The Journal of Defense Modeling and Simulation,2007,4:255-274.

[13] 张定东,郑利平,刘晓平.HLA/RTI仿真技术的研究现状及分析.全国第计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C].合肥:中国科学技术大学出版社,2008.

[14] 郭明,周晓东,朱敏,等.HLA/RTI的数据管理方法分析[J].计算机仿真,2006,23(4):118-120.

第7篇：分布式仿真技术范文

【关键词】 磁浮仿真 分布式通信 状态维护 ACE

一、 引言

随着计算机通信技术日新月异的发展，工业监控系统对操作系统和开发环境的要求也越来越高。为跨平台的工业监控系统如磁悬浮仿真平台提供稳定高效的通信功能也显得越来越重要。本文详细介绍了磁悬浮项目中的一种通信状态分布式维护技术，在磁浮交通仿真这种跨平台交互环境中，利用ACE满足多种传输方式需求，保证了子系统之间的变更透明性与故障透明性，提升通信服务质量。

二、磁浮仿真平台分析

磁浮仿真平台是一个比较典型的小型分布式协同系统，包含多个交互的板块，包括：PC机、嵌入式设备、工作站以及服务器等。运行在其上的软件系统更是种类繁多，如win7、winxp和Linux等。应用软件更有如oracle 10g、NI Labview、Visual Studio 2010 及Eclipse 3.3等。平台由牵引供电子系统、运行控制子系统、列车仿真子系统等构成，每个子系统自成体系。这些系统内的主机之间实时传递着大量数据，每个节点的状态都会对别的节点产生影响。

三、通信状态分布式获取和处理

在了解磁悬浮仿真平台通信的主要难点后，我们先利用中间件技术将整个平台抽象成三层，利用ACE（自适应通信环境）这种适合于多系统通信的框架提升编码效率。在信息传输阶段，利用IP地址初始化列表来记载每个网络节点状态，通过分布式处理来保证故障透明性。

3.1软件结构分层

首先在多系统中部署统一的通信中间件。通信中间件软件将被进一步划分成网络通信层、可靠性保障层和IPC层，其中的网络通信层和可靠性保障层均使用自适应通信环境ACE实现，可靠性保障层中的类和方法的设计都会通过ACE框架来实现，方便调用。

3.2 节点IP列表初始化

完成分层后，先写一个配置文档，用于设置参数。同时在可靠性保障层里面定义一个NetServe类，写进读取配置文件的方法。接着初始化一个工作线程ThreadNetServe用于把配置文件中的IP地址插入到IP地址列表。

3.3 心跳报文处理

IP地址列表初始化完成N秒后（0 < N

3.4 分布式维护

某一时刻，工作线程ThreadNetServe发送心跳报文时发现IP Table中某条目时间戳与当前时间点差值>2N，则说明最近两个发往该主机的心跳报文都未收到响应报文，认定网络连接中断，将有效性字段改为无效。随后不再向其发送心跳报文，同时通知NetServe类删除与故障主机相关的资源。此时应用程序将被通知主机不可达。除更新本地的IP地址列表外，工作线程ThreadNetServe还会向IP地址列表中除故障主机外的其余主机广播发送一个主机网络故障广播。当其所在网络中其他主机接收到故障广播信息时，有以下几种情况：

1） 已转发该广播。核对转发标识，发现已经转过，直接丢弃。

2） 未转发过该故障广播，且本地IP Table中没有故障的主机。核对转发标识，发现未转发，此时若接受的故障广播报文跳数为1，不转发；否则将故障广播中的跳数减1，并向IP Table中所有主机（故障广播源主机外）转发此报文，转发标识标记为已转发状态。

3）未转发过该故障广播，但是本地IP Table中有故障的主机。核对转发标识，发现未转发，此时若在本地IP Table中，故障主机的条目有效性字段依旧为真，则置为假；其他同2中情况。

主机故障修复后，通过发送心跳报文恢复网络通信。NetServe类向IP地址列表中所有主机发送消息，其他主机接受到该广播后转发到除源主机外其他主机，通过递归式广播告知网络中其他主机。

四、结语

本技术在磁悬浮仿真平台的实现提升了系统的容错性和透明性，使整个平台的功能不会受到一个子系统故障的影响。此技术不仅能进一步提升系统效率，保障信息传递的实时性，还对其他工业化监控系统通信方案的选择有借鉴意义。

参 考 文 献

[1] 谭浩强.c++程序设计[M] .北京：清华大学出版社，2004.

[2] 崔波，刘芳， 基于信息展示平台的中间件技术.北京：高校图书馆工作，2011，Vol.05

第8篇：分布式仿真技术范文

【关键词】虚拟现实；交互式；舞台布景

中图分类号：J813 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2015）11-0038-01

计算机图形学在计算机技术的推进下逐步成熟，由静止的平面图像发展成立体动态的三维模型再到逼真的视觉、听觉、触觉的虚拟世界[1]。一场表演要成功关键在其感染力，舞台布景是其中的重要组成部分。如今，虚拟现实技术已经逐渐普及，在舞台布景上也有所应用。传统舞台布景采用实景布置，修改起来费时又费力，因此采用仿真舞台布景是一个更为可行且高效的方法[2]。虽然目前的仿真技术还未达到完全再现真实舞台声光电的效果，但与真实舞台效果已十分相近，相信随着技术的改进能够逐步提高仿真效果。

目前，建模软件Autodesk、3DS MAX等的应用十分广泛且操作较方便，但手工设计的部分仍较为繁琐，且设计的效果不够直观立体。因此本文试图研究一套更为有效的舞台仿真布景技术。

一、舞台设计的虚拟现实技术

虚拟现实技术通过计算机的各种硬件和软件设计一个逼真的三维立体环境，体验者通过视觉、听觉、触觉进行动态人机自然交互，舞台设计师也能通过体验身临其境之感产生灵感，对舞台设计进行进一步修改。

沉浸式的虚拟现实技术需要较多设备，如三维立体显示器、传感器手套以及立体声耳机等来达到视觉、听觉、触觉等多重立体感受。该体验可以充分激发使用者的灵感，此外使用者还可以通过操作改变虚拟模型达到互动效果。出于经济及方便的考量，本文选取非沉浸式的虚拟现实技术，通过鼠标移动视角来实现立体的全面观。

二、计算机图形学

计算机三维模型涉及的主要技术有图形变换、真实感图形生成以及人机交互技术。图形变换技术涉及的主要内容有窗口视区变换（建立坐标系）、图形几何变换（图形进行平移、旋转、缩放等变换）和投影变换（三维模型投射到某一平面）。为了使图形具有真实感，色彩、阴影、纹理、层次感等必不可少。因此真实感图形生成包括利用消隐技术消除不可视部分体现物体的层次感；通过公式计算明暗效应表现物体真实的反射及透射现象；有图案花纹的颜色纹理及凹凸感的几何纹理更能体现出模型的质感。人机交互主要通过设备，例如鼠标、键盘或操纵器等来实现。

三、软件OpenGL的使用

本文使用的OpenGL软件是在GL的基础上由SGI公司开发出来的，其三维图形具有较强的真实感及较高的性能，被许多公司使用，成为新的三维图形标准。OpenGL利于用户使用函数，大大简化了构建三维模型的工作量，图形处理形式较丰富且操作简化，受到许多用户的喜爱。

OpenGL基本上在各操作系统中都可以使用，一般图形处理的结构从下到上分别包括以下几个部分：硬件、操作系统、窗口、OpenGL和应用程序。OpenGL具有多种功能，包括帮助用户实现三维几何模型的构建、全面观察立体物体的各个角度、进行图像的处理、产生平滑动画，还可以通过选择拾取和反馈进行交互。

OpenGL的主要操作步骤为：格式设置、模型的建立、舞台的布置、设计的更改以及光栅化。使用Visual C++可以方便对OpenGL进行编程。

四、基于虚拟现实的交互式舞台系统总设计

基于虚拟现实的交互式舞台系统总设计的方案应该主要包括几个部分：①对舞台进行仿真模拟，包括灯光、道具、舞台等，在设计的过程中要注意各个部分之间的联系；②虚拟舞台模型的构建：利用计算机软件（本文主要使用OpenGL构建模拟的舞台模型），设计者在设计时随时可以根据灵感更改其设计，完成舞台主体部分的构建。在模型的构建过程中可以先调度已有模块再自己建立不存在的模块以提高效率；③舞台渲染：在舞台模型大致构建好后，可以充分利用OpenGL软件提供的各种效果处理，使舞台模型尽量达到仿真的效果，有助于提高实际舞台搭建的效果；④人机交互：其实人机交互应基本贯穿虚拟设计的整个过程，主要为通过各种变换操作建立修改三维模型的构造技术、选择待处理部分的拾取技术、操作指令的命令技术和直接处理对象的直接操作技术。

五、结束语

虽然目前与舞台布景仿真方面相关的计算机图形学技术的发展已日渐成熟，基本上能够满足一般舞台布景的需求，但高规格的复杂舞台的布局仍需进一步提高虚拟现实技术的效果。本文为基于虚拟现实的交互式舞台布景提出了一个较为可行的基本框架，可实际操作过程中还有许多部分需要继续细化和完善。如何更好地呈现声、光、电及道具在模型中共同作用的逼真感是该系统需要进一步开发的部分。此外，人机交互的部分也是完善设计的关键部分，应设计出多种效果较好且经济方便的人机交互模式，发展出一套较为成熟科学的舞台布景虚拟现实系统仍是目前研究努力的方向。

参考文献：

第9篇：分布式仿真技术范文

关键词：5G；移动通信网络；绿色通信

随着经济和互联网的快速发展，通信行业存在的较高耗电量开始受到各界关注，近年来通信行业年耗能量在全球总耗能量中所占據的比例不断扩大。随着5G通信网络的商用落地，移动通信的耗能量很可能出现进一步提升，由此可见，本文围绕5G移动通信网络下绿色通信关键技术开展研究具备较高的现实意义。

15G移动通信网络关键技术

为满足5G移动通信网络需求，很多已经实现及需要实现创新突破的关键技术必须充分发挥自身作用，如小站密集化部署技术、大规模MIMO技术、毫米波通信技术、新型网络架构技术等，本文研究主要以小站密集化部署技术为基础。在小站密集化部署技术的研究中，必须解决同频干扰严重、网络容量与网络能效无法实现最大化等问题，并做好小区边缘速率优化、移动性切换与额外开销的应对[1-2]。

2小站密集化部署技术与异构网络能效模型

2.1异构网络中各类小站

现阶段的小站技术主要包括Fematocell、Pico、Relay、Repeater。以Pico技术为例，Pico技术也可以被称作微蜂窝技术，该技术能够较好满足热点地区及小区边缘容量的提升需求，通过宏基站分担负载，网络结构的精细化程度能够在技术支持下大幅提升，且具备高数据率、低功耗特点。Pico技术不仅发射功率较小，且具备宏基站的所有功能，但具备组网成本高的不足，这是由于技术应用需得到专门铺设的传输链路支持。在Pico技术的具体应用中，能够保证业务切换的连续性，但如果出现与宏基站同频覆盖情况，则很容易干扰影响通信质量[3]。

2.2异构网络能效模型

考虑到5G移动通信网络存在的异构化趋势，为衡量各类异构化网络能量效率，统一的异构网络能效模型建设存在较高必要性。结合国内外相关研究，采用异构网络基础能效评估方法，由此开展的计算需应用目标系统容量与能耗。如同构网络场景仅存在宏基站，则能够得出能效统计公式，计算需应用宏基站数量、第i个宏基站的吞吐率、第j个宏基站的功耗等数据。最终可明确异构网络能效的计算方法，其中，各低功率节点容量与宏基站容量总和包括Pico等小站的异构网络系统容量，各低功率节点能耗与宏基站能耗的总和为系统能耗，但需要单独考虑各低功率节点能耗模型参数。采用EARTH能效评估架构，E3F采用该评估架构中的小尺度短期系统级评估基站能耗模型，基于模型可得出基站线性能耗模型。

3高能效小站密集化部署技术

3.1高能效Pico部署目标函数

结合以上研究，可得出优化目标函数式，该函数主要用于得到最优的Pico部署位置矩阵以及部署数量，每个Pico的二维空间位置通过Xp、Yp两个位置矩阵表示，Np则为Pico的部署数量，Xp、Yp均为一维矩阵。式（1）中的PmM为第m个eNB的能耗，PpP则代表第p个Pico的能耗，TmM为第m个eNB的吞吐率，TpP则代表第p个Pico的吞吐率[4]。

假定宏基站的位置是固定的，且一个用户只能接入一个基站，基站频谱资源、总发射功率受限，Pico位置受限，且用户满足最小接入SINR门限，即可求得Pico可选位置。深入分析不难发现，对应子载波上的SINR值与用户分配的资源数及吞吐量相关，采用等效SINR值进行系统级仿真，通过EESM映射方法求得各子载波SINR值，但考虑到上述方法的复杂性较高，本文采用数值仿真方法开展高能效小站密集化部署技术的深入研究。

3.2仿真参数设置

采用3GPPLTEFDD仿真平台，信道模型选择M.2135标准模型，完成小尺度衰落与大尺度衰落的校准后，研究基于平台开发了可密集化部署Pico模块与能效评估模块，由此即可针对性建设天线模型、路径损耗模型，并开展用户SINR计算，研究采用7个固定的网络环境宏站，并基于网络层面统计整个网络中Pico与宏站的能效。仿真部署采用“目标区部署Pico后，目标扇区中小站位置副本为另外两个扇区在本小区中的相对位置”，采用的仿真参数包括7个小区数目、1～9不等的每小区小站数目，采用均匀或随机的用户分布、20m，15°的仿真密度、25个用户、21dBm功耗的小站、43dBm功耗的宏站，宏站站间距为700m不等，采用与宏微同频覆盖的频谱。

3.3宏微协同部署单小站场景能效研究

在初级的密集化部署阶段，一个扇区仅放置一个小站开展研究，采用参考部署方式的Pico，且用户均匀分布，由此即可得到等值线分布仿真结果。结合仿真结果，可确定距离eNB距离为370m的确定天线主瓣方向处为小站能效最高区域（370m，60°），且小站属于宏站干扰源，小站的距离越近，则宏站能效越低，这是由于干扰的升高所致。整个网络能效等值线分布基本对称，网络能效最高时为非边缘区域放置Pico情况下，约为9Kbit/J，该情况下Pico与宏站的距离较远。总的来说，仅放置一个小站的情况下Pico能效、宏站能效、网络整体能效分别处于90～100Kbit/J，6～7Kbit/J，9Kbitt/J左右，Pico的部署实现了2.5Kbit/J左右的网络能效提升。

3.4宏微协同部署两Pico场景能效研究

将每个扇区小站数目增加到两个开展研究，结合上文研究结论，在370m，60°位置固定Pico1，Pico2基于仿真设置于不同位置，由此可得出等值线分布仿真结果。结合仿真，可确定Pico2位置的变动会直接影响Pico1的能效，二者距离的拉近会导致能效降低。（320m，90°）、（320m，30°）为最佳的Pico2位置，此处的Pico2布置具备10Kbit/J以上的网络能效，Pico2位置距离宏基站较近同样会导致网络能效大幅下降。总的来说，Pico2的增加进一步实现了1.2Kbit/J的网络能效提升，但网络能效提升与小站数量提升间不存在线性关系。為探讨独立随机部署，设置场景一与参考部署网络拓扑，分别对目标小区内的6个小站进行参考部署与随机部署，对照组全部采用参考部署。通过比较可发现，一般情况下其他小区的部署方式对目标小区的能效影响较小，这是小站的发射功率较小所致。开展同类研究，可证明本小区的整体能效会受到本小区其他扇区的小站部署方式影响，但目标扇区受到的其他扇区的小站部署方式影响较小。

3.5宏微协同部署3小站场景能效研究

在每扇区3个小站下，开展高能效部署方案研究，随机均匀播撒25用户于每扇区，可得到能效图，P1，P2，P3均采用参考部署，P1固定于（320m，30°），P2则固定于（320m，90°），P3进行整个扇区的仿真遍历。围绕用户热点播撒的同类场景开展仿真并进行结果对比，可确定二者总用户数量相同，但热点播撒的网络能效平均高出2Kbit/J左右，因此Pico的部署需关注网络间同频干扰，通过适时关断、唤醒Pico的方式，即可更好地提升网络整体能效。