大规模联邦仿真中实体迁移及其时间同步研究(一)--实体迁移协议与实现

实体迁移技术有利于改善大规模分布式仿真系统的性能．首先分析了新一代仿真体系结构HLA／RTI对实体迁移支持上的不足和现有HLA兼容型仿真系统中实体迁移实现方法的缺陷：然后提出了在HLA／RTI下进行实体迁移的协议，设计了实体最新状态传输机制、迁移启动机制、迁移期间的消息转发、处理机制等；给出了协议的执行过程和支持实体迁移的仿真应用程序的实现框架；最后测试了协议的正确性．与相关研究相比，迁移协议解决了迁移过程中时间同步问题。不会丢失消息，且能保证TSO消息按时戳序处理．     

面向实时感知性能的分布式交互仿真实体迁移技术

分布式交互仿真中的实体需要实时感知周围的实体和环境信息，当仿真系统中“实体一主机”对应关系固定不变时，由于系统内通信关系和可用资源的动态变动，往往导致信息传输延迟超过QoS要求．首先提出了实体对环境的实时感知性能的评价指标，通过分析信息传输延迟的组成，得出了利用实体迁移以提高实体实时感知性能的方法．深入研究了此时实体迁移请求的提出、不同迁移请求的协调和迁移请求的处理等问题，并在HLA／RTI下进行了可行性测试．     

具有迁移能力的基于Agent分布仿真中的通信系统

对基于Agent系统的分布仿真是仿真领域的重要研究和应用方向，而分布仿真中的通信系统是其中的基础部分．提出并实现了一种支持基于Agent系统分布仿真的通信系统．该系统除了提供基本的仿真通信支持外，还能够有效地支持仿真中Agent的迁移，具有对应用系统透明、通信效率高等优点．首先给出了通信系统的结构及其基本思想，对局部服务Agent和通信过程进行了详细的描述；从应用系统级和分布仿真级两个层次，给出了结构化的通信协议；在此基础之上，给出了完整的Agent迁移支持方案，包括迁移过程、迁移过程中的消息处理和迁移后的通信；最后对通信系统的性能进行了测试．     

嵌入路由报头的无限传感器网络时间同步算法

提出一种嵌入路由报头的低功耗时间同步算法,该算法将时间同步集成到消息的路由报头中,通过在发送和接收端在路由消息上加盖精确的时问戳实现同步,从而消除了周期性时间同步消息的传输,减小了能量开销。仿真实验结果证明了该算法的有效性。     

基于HLA的仿真应用系统开发中的时间同步研究

确保仿真节点间数据的正确传输和时间同步是分布式仿真系统设计的关键。该文从应用层角度出发，分析了基于HLA／RTI仿真系统设计中的时间管理机制，研究了联邦成员间数据的交互原理。采用对比时戳的方法解决了在仿真应用系统开发中联邦成员对所接收消息进行确认而得到所需数据的问题，对成员在时间管理中存在的其它问题也采取相应的措施进行了处理，从而保证整个联邦同步运行该文对于RTI系统的开发能起到一定的互动效果。     

网络时间同步分析

随着各种网络应用的不断普及，对时间同步问题提出了迫切需求。文章通过介绍目前常用的时间传输协议．阐述了利用网络时间服务器同步本地时钟的方法；在对全球上百台时间服务器进行测试的基础上，分析了它们的各项误差数据。     

一种新的建立在簇结构上的同步点时间同步算法

鉴于目前时间同步算法多数基于分层结构,并且用包交换或复杂计算换取时间同步精度的提高,所以当传感器节点密集时,消息开销过多,功耗较大,同时由于信道争用严重,导致全网时间同步放慢等问题,本文提出基于簇结构的时间同步点同步算法.簇内同步采用改进的基于同步点的RBS方法,有效地减低了消息开销.当节点密度增加,全网同步时,分簇较分层方式有效地提高了信道利用率,缩短了信道争用时间.最后通过仿真实验验证了该算法的性能.     

无线传感器网络时间同步算法研究

时间同步技术是无线传感器网络中非常重要的协议之一,是保证传感器网络中各个节点协同工作的核心机制。根据有无参考节点将时间同步算法分为双向消息交换时间同步算法和分布式一致时间同步算法,其中双向消息同步机制广播消息交换算法和基于ACK帧的时间同步算法。这三类双向消息时间同步算法的时间同步消息发送数目逐级递减,能耗相对应降低;而分布式一致时间同步算法摒弃了参考节点的选择,同时同步所有的传感器节点,避免了参考节点失效而无法进行时钟同步的情况。基于现有研究的分析及归纳,最后给出了时间同步算法未来可能的研究方向。     

一种低功耗无线传感器网络时间同步算法

间同步对无线传感器网络的应用至关重要,为提高同步精度,多数算法都以较多的消息交换或复杂的计算为代价来达到这一目的,因而能耗较大.为减少时间同步的消息交换开销,节约节点能量,提出了一种简单低功耗时间同步算法,该算法结合了单向广播同步机制和双向成对同步机制,有效利用网络中节点的广播信息,使网络中节点单跳广播域内只有一个下层节点与之进行双向成对同步,从而达到了减少消息开销和节约能量的目的.最后通过仿真验证了该算法的性能.     

低开销的无线传感器网络时间同步方法

时间同步在无线传感器网络中是一个重要的基础性因素。该文采用发送方-接收方模式传播时间同步消息包，应用线性回归方法和MAC层打时间戳的方法来改善时间同步的精度。提出降低同步开销的方法：利用下级节点度选取某些特定节点，发送消息包，其他节点只是被动接收消息。相比泛洪广播，大大降低了网络开销。     

Synchronization in federation community networks

A large scale High Level Architecture (HLA)-based simulation can be constructed using a network of simulation federations to form a “federation community”. This effort is often for the sake of enhancing scalability, interoperability, composability and enabling information security. Synchronization mechanisms are essential to coordinate the execution of federates and event transmissions across the boundaries of interlinked federations. We have developed a generic synchronization mechanism for federation community networks with its correctness mathematically proved. The synchronization mechanism suits various types of federation community network and supports the reusability of legacy federates. It is platform-neutral and independent of federate modeling approaches. The synchronization mechanism has been evaluated in the context of the Grid-enabled federation community approach, which allows simulation users to benefit from both Grid computing technologies and the federation community approach. A series of experiments has been carried out to validate and benchmark the synchronization mechanism. The experimental results indicate that the proposed mechanism provides correct time management services to federation communities. The results also show that the mechanism exhibits encouraging performance in terms of synchronization efficiency and scalability.     

适用于WSN的亚微秒级时间同步方法

微型无线传感器网络（wireless sensor network,简称WSN）节点之间的高精度时间同步是节点定位和数据融合的基础.现有基于时间戳的时间同步机制面临协议栈引入随机时延和信号传播时延的影响,难以跨越微秒级门槛.提出了一种基于双音相位差和位置时间联合估计的时间同步方法DTPD（dual-tone phase-difference）,避免了时间戳报文机制的随机时延和大范围网络传播时延的影响.仿真分析与实验结果均表明,DTPD能够轻松达到100ns的时间同步精度,比时间戳报文机制提高了至少一个数量级.DTPD使用普通器件就能实现,适用于微型WSN节点.     

基于工业无线网络的协作时间同步协议

基于空间平均而非传统时间平均的思想,协作同步技术为无线传感器网络的时间同步提供了一种新的解决方案.结合工业无线网络的特点,利用无线传感器网络的广播特性,提出了一种源于空间平均思想的协作时间同步协议.该协议根据网络的实时状况,调整处理时间同步信息在空间和时间上的比例,以期达到高精度、高可靠性的目标、仿真实验表明,该协议比单一采用时间平均思想的时间同步协议具有更优异的性能.     

分布式虚拟现实仿真系统的时间同步研究

分析了现有分布交互式仿真系统的一些同步方法的特点及其应用于分布式虚拟现实仿真系统的 局限性,并提出了一种自适应调整仿真时钟推进速率的时间同步方法．最后将该方法应用于某石化企业的虚 拟现实仿真系统,证明了其有效性．     

一种用于大规模无线传感器网络的时钟同步算法

针对经典的时钟同步算法在大规模无线传感器网络中存在的同步精度低与能量消耗高等问题,提出一种基于簇-树结构的无线传感器网络时钟同步算法。首先,建立一棵以网关为根节点、簇首为子节点的生成树来减少网络中节点同步时的累计跳数;然后,在该生成树的基础上采用簇间双向的SRS和簇内单向的ROS同步机制进行同步,在保证同步精度的前提下减少网络同步所需的消息数量。实验结果表明,相比传统的RBS和TPSN算法,提出的簇-树结构同步算法可使网络的平均同步精度保持在更高的水平,并有效地降低网络同步时节点的能耗。     

分布式集群并行仿真平台中时间同步技术研究

基于集群的并行仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索其长远的应用提供了便利，近年来日益成为研究的热点。然而时间同步管理不但是关注并确保并行仿真正确执行的一种机制，而且更是影响并行分布仿真系统高效运行的关键因素之一。该文首先介绍了两类最基本的时间同步协议，并在此基础上分析了两类典型的乐观与保守时间同步机制，即时间卷回算法和周期时间桶算法，最后在深入讨论这两种算法局限性的基础上，提出并实现了一种周期时间卷回算法，实践证明该算法是一种适合分布式集群并行仿真平台的先进的时间同步算法。     

无线传感器网络时钟同步的研究

在无线传感器网络中,时钟同步是十分必要的．有限的电池能量,存储以及带宽限制等传感器固有的特性的存在,导致传统的时钟同步算法不适合无线传感器网络．本文阐述了时钟同步问题和时钟同步的必要性,介绍了一些传感器网络的时钟同步算法,并深入研究了在考虑节点移动的情况下,利用节点的移动来传递时钟信息的思想,模拟证明我们的算法性能良好。