一种卫星通信仿真场景的层次化构建方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及卫星通信系统仿真技术，具体涉及一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法及系统。本发明专利技术具体设计了一种卫星通信场景层次化构建系统，通过对卫星通信任务需求及流程进行分析，明确了构成场景的要素及特征，将场景分为三层描述，分析筛选现有基础场景，进行继承和二次设计，完成新场景构建，将实体、环境与场景交互这三部分在场景构建时拆分开来，层次间相对独立，提高了场景设计时的可复用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星通信仿真场景的层次化构建方法及系统
专利

[0001]本专利技术涉及卫星通信系统仿真技术，具体涉及一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法及系统。

技术介绍

[0002]卫星通信技术因其覆盖范围大、通信距离远、机动灵活等优点而受到广泛关注及应用。卫星通信系统构成复杂，涉及技术众多，需要通过仿真的手段对新技术、新体制、设备及系统性能等进行验证。在完成卫星通信系统仿真时，首先需要构建仿真场景，它是卫星通信系统的物理环境在仿真系统中的呈现。仿真场景是仿真系统运行的基础，其正确与否直接决定了仿真结果的置信度。为了确保仿真场景能清晰、准确地反映实际卫星通信系统的状态，对其进行合理有效的描述是至关重要的。卫星通信系统的仿真场景涉及要素众多，分析方法复杂，不同场景关注的仿真重点也不同，这都对场景的描述和构建提出了很高的要求。
[0003]为了解决当前的场景构建方法中将装备实体、环境与动态场景强关联，难以实现复用、可扩展性不强等问题，本专利技术提出了一种卫星通信仿真场景的层次化构建方法及系统，按照流程可完成仿真场景实体层、环境层、场景交互层的分层次描述，将装备实体、环境与动态场景解耦，实现仿真场景的复用性和扩展性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于将实体、环境与场景交互这三部分在场景构建时拆分开来，层次间相对独立，提高了场景设计时的可复用性。卫星通信仿真场景的设计就是根据卫星通信任务的需求进行分析，包括分析任务流程，明确构成场景的要素及特征，准确地描述场景，为仿真系统的运行提供初始配置参数，支撑后续评估等其他更深入的需求。
[0005]本方法对场景的层次化构建，就是依托卫星通信仿真场景层次化构建系统，在分析的基础上，提炼出场景包含的全部要素及特征，利用各层的定义对卫星通信仿真场景进行分层描述，将这些要素分散到实体层、环境层和场景交互层中，明确各层的具体构成，从而形成最终的仿真场景架构。
[0006]本专利技术提供了一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，包括以下步骤：
[0007]1)卫星通信任务需求分析，根据卫星通信仿真任务，明确任务需求；
[0008]2)卫星通信任务流程分析，依据任务需求，分析并考虑整个流程中涉及到的所有环节，设计任务流程；
[0009]3)场景分层设计，依据任务运行流程，明确构成场景的元素及特征参数，并将所述元素按实体层、环境层和场景交互层的层次分解；
[0010]4)场景快速构建，对照现有的基础场景，找寻新构建场景与现有场景中的共性元素及新构建场景的个性元素，在现有的基础场景中选择合适的场景作为本次构建新场景的基础，添加基础场景所不具备的个性元素，添加时仍然按照实体层、环境层和场景交互层分
层的原则进行，最终可完成一个新的卫星通信仿真场景的快速构建。
[0011]优选地，在仿真场景中，实体是最基础的单元，在分层构建场景时，实体属于整个场景架构中最底层的部分，包括构成场景的各类实体要素。
[0012]优选地，环境层位于场景架构的中间层，涵盖了影响卫星通信系统的各类自然及人为环境，包括地理、天气、电磁干扰等。
[0013]优选地，场景交互层位于场景架构的顶层，包括静态和动态部分，涵盖了场景间要素的结构关系、实体运动特性、实体间的动态交互信息等。
[0014]对于卫星通信系统来说，实体包括空间段的卫星、地面段的地球站和应用段的各类终端。由于本方法针对的是卫星通信的体系仿真，并重点关注的是仿真场景的构建，因此将实体定义到装备这个层面即可，不用再针对其进行更进一步的分解，将其延伸到具体的单机。
[0015]对实体的描述专注于实体本身，是实体在静态环境下的固有属性，表现的是实体自身性能属性，不受场景中的动态环境影响。
[0016]环境层位于卫星通信分层场景架构的中间层，位于实体层之上，包括了影响卫星通信系统通信质量的各类环境，有气象环境、地理环境、空间传播环境及干扰环境。气象环境涵盖了大气、雨雪、云雾等天气类型；地理环境涵盖了山区、开阔地带、城市、海洋、丛林等；空间传播环境涵盖了空衰、多普勒效应以及传播噪声；干扰环境包括了单音、多音、梳状谱、脉冲、噪声调制等多种干扰样式。
[0017]场景交互层分为静态部分和动态部分。静态部分包含了仿真场景的结构关系，结构关系描述了场景组成要素之间的关系，这是根据卫星通信系统的架构来确定的；动态部分关注的是实体的运行特性、实体在动态场景中的交互关系等。
[0018]本专利技术还提供了一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，包括以下步骤：
[0019]1)卫星通信任务需求分析，通过任务需求分析模块，得到所述仿真场景主要完成多个终端之间的卫星通信任务；
[0020]2)卫星通信任务流程分析，通过任务流程分析模块，得到所述卫星通信仿真场景需涵盖从终端发起业务申请、资源分配、建链、路由交换、施加干扰以及整个的抗干扰通信完整过程；
[0021]3)场景分层设计，通过场景分层设计模块，明确场景的构成元素，所述元素包括空间段的3颗卫星，地面段的1个信关站以及30个需要完成通信任务的用户终端，终端类型比较复杂，涵盖了手持移动终端、车载终端、船载终端等，将所述元素按实体层、环境层和场景交互层的层次分解；
[0022]4)场景快速构建，对照现有的基础场景，找寻新构建场景与现有场景中的共性元素及新构建场景的个性元素，在现有的基础场景中选择合适的场景作为本次构建新场景的基础，添加基础场景所不具备的个性元素，添加时仍然按照实体层、环境层和场景交互层分层的原则进行，最终可完成一个新的卫星通信仿真场景的快速构建。
[0023]优选地，所述卫星通信任务需求分析还包括卫星间的信息传输。
[0024]本专利技术还提供了一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建系统，包括：
[0025]任务需求分析模块，其根据卫星通信仿真任务，明确任务需求；
[0026]任务流程分析模块，其依据任务需求，分析并考虑整个流程中涉及到的所有环节，
设计任务流程；
[0027]场景分层设计模块，其依据任务运行流程，明确构成场景的元素及特征参数，并将所述元素按实体层、环境层和场景交互层的层次分解；和
[0028]场景快速构建模块，其对照现有的基础场景，找寻新构建场景与现有场景中的共性元素及新构建场景的个性元素，在现有的基础场景中选择合适的场景作为本次构建新场景的基础，添加基础场景所不具备的个性元素，添加时仍然按照实体层、环境层和场景交互层分层的原则进行，最终可完成一个新的卫星通信仿真场景的快速构建。
[0029]使用本方法及系统完成场景描述时，将对所有元素统一描述的单一层面扩展为立体的描述结构，实现更加清晰、简洁、可复用的场景架构。在构建新场景时，在对其特征要素进行分解的基础上，分析筛选已搭建好的其他场景，找寻其共性元素，实现已有场景的复用。
[0030]场景的复用性与可扩展性体现在不同场景中的共性要素可以复用，个性要素可以添加。如果在一开始将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，包括以下步骤：1）卫星通信任务需求分析，根据卫星通信仿真任务，明确任务需求；2）卫星通信任务流程分析，依据任务需求，分析并考虑整个流程中涉及到的所有环节，设计任务流程；3）场景分层设计，依据任务运行流程，明确构成场景的元素及特征参数，并将所述元素按实体层、环境层和场景交互层的层次分解；4）场景快速构建，对照现有的基础场景，找寻新构建场景与现有场景中的共性元素及新构建场景的个性元素，在现有的基础场景中选择合适的场景作为本次构建新场景的基础，添加基础场景所不具备的个性元素，添加时仍然按照实体层、环境层和场景交互层分层的原则进行，最终可完成一个新的卫星通信仿真场景的快速构建。2.根据权利要求1所述的卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，其特征在于，所述实体层是最基础的单元，在分层构建场景时，实体层属于整个场景架构中最底层的部分，包括构成场景的各类实体要素。3.根据权利要求1所述的卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，其特征在于，所述环境层位于场景架构的中间层，涵盖了影响卫星通信系统的各类自然及人为环境，包括地理、天气、电磁干扰。4.根据权利要求1所述的卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，其特征在于，所述场景交互层位于场景架构的顶层，包括静态和动态部分，涵盖了场景间要素的结构关系、实体运动特性、实体间的动态交互信息。5.一种卫星通信系统仿真场景的层次化构建方法，包括以下步骤：1）卫星通信任务需求分析，通过任务需求分析模块，得到所述仿真场景主要完成多个终端之间的卫星通信任务；2）卫星通信任务流程分析，通过任务流程分析模块，得到所述卫星通信仿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王薇，刘建，李自良，高新宇，钱晋希，宋可桢，张博，胡冠松，夏珍珠，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：