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QualNet网络仿真软件及其使用

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QualNet网络仿真软件及其使用

一、实验目的

本实验的目的是让学生掌握QualNet网络仿真工具的使用方法,学会如何用Analyzer、Packet Tracer等相关分析工具对QualNet仿真所产生的数据结果进行分析。

二、实验设备

计算机

三、实验准备

1、QualNet软件简介

QualNet是美国SNT(Scalable Networks Technologies)公司的产品,前身是GloMoSim,根源于美国国防部高级研究计划署(DARPA)的全球移动通信计划,主要对无线移动通信网络进行了优化处理,从仿真速度上得到了很大的提升,同时通过对无线信道和射频技术的建模也保证了较高的仿真精度。QualNet功能与OPNET非常类似,但是价格相对来说较低,所有费用相当于OPNET的维护和升级费用。使用起来相对于OPNET更容易。QualNet是一套能够完全满足客户进行网络建模和网络仿真要求的工具。QualNet的仿真引擎具有非常出色的可扩展性,并且可以提供上具有千个节点的高保真网络模型。QualNet充分利用计算资源和能够在令人满意的时间内,对有着大量信息流和高移动性大规模的网络进行建模。即便是运行在笔记本电脑上,QualNet也能够保持卓越的运行速度和可扩展性。QualNet针对各项组网选项能够快速产生仿真结果。实时仿真是其另一个强大的功能。QualNet具有Batch 功能,一次可以选择某些参数的不同取值,只需执行一次,就可以得到同一仿真场景下的不同协议或者同一参数的不同取值情况下的网络性能,进行比较。QualNet还具有仿真结果导出机制,能将仿真产生的数据整理并导出,节省使用者数据处理时间。

QualNet主要由以下几个部分组成:

QualNet Scenario Designer

QualNet Animator

QualNet Analyzer

QualNet Packet Tracer

QualNet Scenario Designer是一个模型设置工具,如图2-1,它允许用户设置地理上分布的物理链接和网络节点的功能参数。通过简单的拖放操作,用户还可以定义每个节点的网络层协议和业务流量特征。

图2-1 QualNet Scenario Designer模型设置工具

QualNet Animator 向用户提供了深度可视化及分析功能。如图2-2,当仿真运行的时候,用户可以利用动态可视窗口观察通过网络的业务流量及其统计结果。用户还可以进行批量仿真,在仿真结束后观察动态数据。

图2-2 QualNet Animator可视化及分析功能

QualNet Analyzer 是一个图形化工具,如图2-3,它可以显示上百个统计指标。用户可以直接观察预设的参数,或者自定义需要查看的指标。实时统计结果也是一个选项,用户可

以在仿真执行的过程中观察统计结果的变化情况。用户还可以使用多实验报表。所有的图表可以导出到电子表格里面。

图2-3 QualNet Analyzer图形化工具

QualNet Packet Tracer 是一个分组级的可视化工具,如图2-4,用以查看分组经过协议栈的内容变化情况。这是一个有用的调试工具。

图2-4 QualNet Packet Tracer可视化工具

2、QualNet软件的安装

1) 系统需求

QualNet 可以在Windows 和UNIX 平台下执行,且需要至少64M 的内存。相关系统需求可参照:

使用QualNet需要安装下列软件及文件:

1.Java SDK 2 (或更高版本)。参考https://www.wendangku.net/doc/827921860.html,/j2se/1.4.2/download.html。

2.QualNet安装程序及License files ( *.lic )

3.Windows使用者,需有Microsoft Visual C++ 2002或更高版本;Unix 使用者,需有GCC。

2) 程序安装

安装程序我们使用试用版,可以在Scalable Network Technologies公司主页申请,https://www.wendangku.net/doc/827921860.html,/products/commercial-evaluation-request/,可试用30天,如果希望继续使用,可以与Scalable Network Technologies中国代理商联系,以获取每月license。这里我们使用的是版本是QualNet 4.5 Developer。

这里我们默认操作系统是Windows,同时已经安装Java SDK 2和Microsoft Visual C++。则安装过程如下:

1. 双击运行程序,出现如图2-5所示对话框,点击“I accept…” 选项,并点击“Next”。

图2-5 图2-6

2. 出现ReadMe对话框,点击“Next”,如图2-6。

3. 选择安装组件及选项,默认完全安装,建议不安装“3D Visualizer” (提供3D演示效果),点击“Next”,如图2-7。

图2-7 图2-8

4. 选择安装路径,默认在C盘,点击“Install”,如图2-8。

5. 进行安装过程,如图2-9所示。

图2-9 图2-10

6. 出现如图2-10所示的对话框时,将license复制到C:\qualnet\4.5\license_文件夹下,再点击“OK”,继续安装,直到安装完成,如图2-11所示,则点击“Close”完成安装。

图2-11 图2-12

7. 出现如图2-12所示对话框时,表示安装结束,点击“Close”完成。

3) 初次使用

安装完成后,点击桌面上图标开启程序,为了确保程序可以正常使用,我们可以运行一个范例。(注意:下文图中出现的c:\qualnet\4.0版本改成c:\qualnet\4.5即可)

1. 开启c:\qualnet\4.5\scenarios\default范例

图2-13

2. 导入场景

图2-14

3. 编译场景

4. 执行场景

5. 观察动画,可执行范例即代表安装成功

图2-17

3、熟悉QualNet软件的环境

1) QualNet版面配置

所有可以在QualNet下执行的事情,可以被分成四种模式。这四种模式可以用点选卷标的方式选取。点选特定的标签便可以进入特定的模式。当完成某一个QualNet模式操作后,QualNet也会自行进到下一个可执行的模式。在执行的过程中,使用者亦可选取可执行的标

签,进行下一个操作模式。

QualNet的工具列与选单,如下:

图2-19

2) Scenario Designer

Scenario Designer为QualNet第一个可用模块,所有的实验都在Scenario Designer建立与设计。点选Scenario Designer标签便可以将其开启。

Scenario Designer的基本操作,包含: the FileSystem and Inspector tabs, the Properties Explorer, the Canvas, the Devices tab, the Applications tab, Links tab and Network Components

tab等。

图2-20

(1) FileSystem / Inspector窗口

a. FileSystems卷标窗口

按下FileSystems卷标后,出现ScenarioFileSystems窗口。此窗口为树状结构格式,类似Windows Explorer环境。

FileSystems 预设下列四个目录:

1) c:\qualnet\4.0\scenarios\gui

2) c:\qualnet\4.0\scenarios

3) c:\qualnet\4.0\

4) c:\qualnet\4.0\gui\devices

图2-21 FileSystems卷标窗口

b. Inspector窗口

Inspector卷标窗口以阶层式树状结构提供相关信息。点选Inspector卷标将会显示仿真场景的全域、节点与连接的拓扑关系的窗口。这些相关设定可以用点选并展开的方式显示,并由属性窗口变更其设定值。Inspector卷标只有在程序开启场景后才可以使用。

使用者可以由窗口下的卷标来切换Filesystem与Inspector。

(2) 属性窗口Properties Windows

在FileSystem或Inspector窗口所选定组件的属性可以在属性窗口中编修。属性窗口会因所显示属性的不同,而有稍微不一样的窗口名称。属性窗口中的值若是黑色的,则可以由使用者加以编修;若是灰色的,则是属只读属性。

(3) 工作画布Canvas

QualNet右方的窗格为Scenario Designer的主要显示区,或称工作画布区。使用者可以利用其上方的分类工具按键构仿真场景的网络拓扑,如:新增nodes, switches, routers, subnets 和links等。

图2-22 Inspector 窗口 图2-23属性窗口

图2-24 工作画布

(4) 组件工具列

工作区上方的组件工具列分成五个部分:Devices, Applications, Links, Network Components 和Other Components 。这些组件可以用鼠标点选,再放到工作区。

图2-25

a. Devices标签

装置卷标包含基本节点组件,目前有:standard node(预设)、switch和GSM-Base-Station。

图2-26

b. Applications标签

应用标签包含目前可以在Scenario Designer 中使用的应用协议。

图2-27

c. Links标签

连接标签包含两种连接:Link 和BGP Link。Link 为实体联机,建立节点间的联机。BGP Link 则是概念性的连接,定义协议中的BGP speakers。

图2-28

d. Network Components标签

网络组件卷标包含阶层式组件、hub component、wireless network component和卫星组件。

图2-29

e. 其它组件卷标

其它组件卷标包含天气影响组件与文字输入。

图2-30

3) Animator基本介绍

点选执行控制列的“RUN”图示后,QualNet的IDE环境会进入Animator模式。在

Animator模式下,工作区会转换成Execution, Animator和Output窗口。仿真时间控制列与动画控制窗口此时也会出现在窗口右侧,准备下一个步骤的进行。

图2-31 Scenario Designer 标签图2-32 Animator 标签

(1) Execution窗口

执行窗口记录此IDE环境中所执行过场景的历史数据。执行控制的属性可以借由更改property explorer中的相关字段来达成。这些属性包括step settings, communication intervals 和节点动画设定。

图2-33 Execution窗口

(2) Animator窗口

动画窗口显示Scenario Designer中所设定的模拟场景动画效果。

图2-33 Animator窗口

(3) Output窗口

输出窗口( 在动画窗口之下) 显示仿真过程中,命令列所产生的输出文字信息。

图2-34 Output窗口

(4) 执行控制工具列Runtime Controls Tool Bar

执行控制工具列的按钮,由左到右分别为:

Run Settings 执行设定Run 准备执行Play 开始执行

Pause 暂停执行Stop 停止执行Step 步阶执行

Analyze 分析

当在Scenario Designer完成实验设计后,执行控制工具列上的Run钮会由灰转黑,表示使用者已可以执行此场景。(注意:有时候会出现Run钮无法由灰变黑,此时需要使用鼠标点选工作画布区即可。)

图2-35 执行控制工具列

(5) Animation Filters窗口

图2-36 Animation Filters 窗口位置

(6) 模拟时间控制列Time Simulator Control Bar

当执行模拟场景后,便会出现模拟时间控制列。仿真时间控制列会显示执行场景时的各种时间量测。使用者也可以控制模拟场景执行的快慢,以便分析其统计资料。

模拟时间控制列包含下列四项:

●模拟时间Simulation Time:显示仿真周期中的场景进度

●实时时间Real Time:显示目前进度已耗用的执行时间

●速度控制Speed control:可减慢或加快模拟动画

●仿真进度Progress:以图形方式显示仿真的执行进度

图2-37模拟时间控制列

4、建立模拟场景

下面介绍如何加载一个现存模拟场景与建立新的模拟场景。同时也介绍如何收集动态统计数据、队列动画、建立/仿真有线模型。

1) 使用模拟场景

QualNet所提供的指令和一般其它软件所提供的指令会稍微不一样。扩展名为“.config” 的文件为配置文件,其余文件可以由其图示加以辨别。

FileSystems窗口中的场景文件由(.scn文件)图示表示,如下图所示:

图2-38 FileSystems 窗口中的场景文件

或在.config文件上按右键,选择import scenario,即可将场景导入GUI。(注意:import 与run的区别是,import只是将场景打开,并且可以修改,而run包括了打开和运行。)

图2-39

2) 建立一个新场景

使用新建向导New Wizard来建立一个新场景。

(1) 开启New wizard:

按下快捷方式工具列的New钮或选取主选单下的File > New...。

图2-40由主菜单建立新场景

图2-41 新增场景向导

(2) 在新增向导选取Template > Scenario > Scenario。

(3) 点选Next继续。

(4) 检查向导下方的Directory字段,此路径为新场景的预设储存位置。

(5) 接受预设的储存位置(c:\qualnet\4.5\scenarios\user)。使用者亦可以在FileSystems窗口浏览或建立新的场景储存目录。

(6) 键入Example作为场景名称,以取代

(7) 点选Finish。

图2-42 命名并储存新场景。

此时程序的右边会出先一个空白的工作画布区,窗口标题名为Example。左边的FileSystems窗口则是显示新场景目录、文件的建立与配置。与新场景相关的文件会被自动建立与储存于先前设定的目录。每次执行模拟场景时,新的文件会被自动建立与更新。

(8) 点选左上方窗口的FileSystems卷标,显示如下:

图2-44 Example 于预设目录下的文件夹与文件(9) 浏览c:\qualnet\4.5\scenarios\user\Scenario下的新文件。

(10) 观察以Scenario为首的新建目录与文件。

3) 开启现有GUI场景

有两种开启已储存场景的方式:

(1) 在Scenario FileSystems窗口,于qualnet\4.5\scenarios\gui\MotionEffects.config或其他场景文件按下右键从弹出选单选取Import Scenario。

(2) 在Scenario FileSystems窗口,双击qualnet\4.5\scenarios\gui\MotionEffects.scn场景文件。

图2-45 两种开启现有GUI 场景的方式

此时,会有一份所选场景的副本被开启,储存在qualnet\4.5\scenarios\user,原场景并不会发改变。

图2-46

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一种基于仿真测试平台的实物自动化测试环境 摘要 针对FPGA软件测试过程中仿真测试和实物测试的不足,提出了一种基于仿真测试用例的实物自动化测试环境,将用于仿真测试的Testbench进行解析处理,形成能够用于FPGA 实物测试的传输信号,通过执行器将此信号转换为作用于被测FPGA芯片的实际信号,并采集被测FPGA芯片的响应,实现对FPGA的实物自动化测试。采用实物自动化测试环境验证平台对设计架构进行了验证,取得了良好的效果。 0 引言 随着FPGA设计规模的不断扩大,因FPGA软件设计而造成的质量问题也越来越突出,成为影响装备质量的重要因素。而测试是当前解决该问题的最有效手段,因此,越来越多的型号装备产品定型过程对FPGA软件测试提出了新的要求[3]。 然而FPGA测试与常规软件测试不同,因其测试环境限制,测试过程需大量依赖于仿真和分析的方法[4],而在实际芯片中开展的测试往往是板级、系统级测试,测试结果可信度低且无法有效发现FPGA软件设计缺陷[5-6]。为此,本文提出了一种基于仿真测试平台Testbench数据的自动化测试环境框架,测试结果具有较高的可信度,能够有效提高FPGA 测试质量。 1 FPGA动态测试概述1.1 FPGA动态测试环境原理 当前型号装备FPGA定型测试过程主要方法包括设计检查、功能仿真、门级仿真、时序仿真、静态时序分析、逻辑等效性检查和实物测试。其中功能仿真、门级仿真、时序仿真和实物测试均为动态测试,开展测试时需依据测试要求,建立FPGA运行的外围环境,根据测试对象的不同,可将此类环境分为仿真测试环境和实物测试环境。 采用仿真测试环境时,需根据测试用例将测试数据映射为不同时刻下的不同信号值,形成仿真测试平台文件Testbench,通过仿真测试工具将被测FPGA产生的响应进行采集和自动判断,形成测试结论[7]。

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嵌入式系统仿真测试平台的体系结构研究

!"##!年第$期 福建电脑注:本文得到广东省科技厅攻关项目资金资助%项目编号"##"&’(&)电子科技大学青年基金项目资助%项目编号*+#"#,#-。 &、 引言目前嵌入式系统开发已经成为了计算机工业最热门的领域之一,嵌入式系统应用渗透到信息家电、工业控制、通信与电子设备、人工智能设备等诸多领域。然而嵌入式系统的软件与目标硬件紧密相关,软件开发周期长,开发成本昂贵,软件质量无法保障.&/."/。特别是嵌入式软件的测试工作,在整个开发周期中通 常占用着大部分时间 (-#01,#0)。软件测试是一个非常重要而又艰苦的过程。软件测试工具用来全部或部分的代替人工进行软件的测试工作。它能极大的节省人力、物力和财力,缩短项目的开发周期。 国际上,许多软件公司致力于开发功能强大的软件测试工具。按获得测试信息的方式分为纯硬件、纯软件、软硬件相结合三种类型的测试工具。纯硬件测试工具如仿真器、逻辑分析仪、开发系统等。纯软件测试工具如234563786的2345938:,是一种软件逻辑分析仪。软硬件相结合的测试工具如以;<公司的=>?938:为代表的虚拟仪器和以@AB 公司的BC58DEFD 为代表的测试工具。这三类测试工具都有一个缺点:没有提供一个集成各种软硬件测试工具的框架,使各类测试工具能紧密协调工作。 为提高测试工作的效率,迫切需要功能强大的嵌入式系统测试工具。 仿真开发在嵌入式系统开发中正在发挥着越来越重要的作用。许多软件公司已经开发出成熟稳定的嵌入式仿真开发工具。但是在嵌入式仿真开发中,仍然缺乏一种嵌入式系统测试工具的集成框架。本文正是基于这个目标,从软件体系结构的角度,研究和设计了一种称为G EFDH G 的嵌入式系统仿真测试平台的集成框架。并基于其上实现了一个嵌入式仿真测试平台3I >EFDH 。 "、 嵌入式系统仿真测试平台的体系结构EFDH 对于大规模复杂软件系统,其总体结构设计远比算法和数据结构的选择更重要.J /.!/。基于这样的认识和背景,本文在对嵌入式测试和嵌入式仿真开发深入研究的基础上,研究和设计了EFDH 的体系结构。"K &EFDH 的结构模型 EFDH 的体系结构主要借鉴了当前流行的嵌入式交叉开发工具的目标服务器L 目标代理结构.’/,分为宿主机端和仿真目标机端两大部分。 EFDH 的结构模型见图&: 图&EFDH 结构模型 EFDH 结构模型的基本特征:&M EFDH 由宿主机端和目标机端两大部分构成,宿主机 端以测试服务器DF (D8NO F86786)为核心;目标机端以测试代理D@P D8NO @Q84O M 为核心。 "M 所有的测试工具不与目标机端交互, 而只与测试服务器DF 进行交互;测试服务器DF 同测试代理D@交互。这样只要更换相应的测试代理D@,即可与不同的仿真开发系统一起工作。 J M 测试服务器DF 与所有测试工具之间通过嵌入式仿真测试工具交换协议EFDDR (ES?85585F3STU>O3C4D8NO DCCU 8RI VW>4Q8X6COCVCU ) 规范接口进行交互。!M 测试服务器DF 和测试代理D@之间通过嵌入式仿真测试协议EFD P ES?85585F3STU>O3C4D8NO X6COCVCU M 规范接口进行交互。 ’M 测试工具以软插件的形式集成到EFDH 中%EFDDR 和EFD 规范定义的接口是公开的和可免费获得的,第三方测试工具非常容易的集成到EFDH 中来。 -M 测试工具多种多样,可以是软件代码测试工具,也可以是硬件诊断测试工具,都可以很容易的集成到EFDH 中来,从而达到各类测试工具的紧密协作。 $M EFDH 中各类测试工具紧密集成到一个图形用户接口中,大大提高了用户的工作效率。 ,M 测试代理D@以一个线程的形式存在于仿真运行环境中,与各类模拟器之间通过固定的接口交互,获取丰富的测试信息。 "K "测试服务器DF 模型 测试服务器DF 是EFDH 的核心结构部件,作为EFDH 的测试管理器,其结构模型如图"。 图"测试服务器DF 结构模型 DF 的主要功能:&M DF 提供相应的EFDDR 协议规范接口,接受来自测试工具的控制命令和状态查询,并提供相应的数据传输接口,向测试工具返回对应的测试结果。 "M DF 提供相应的EFD 协议规范接口,向采集代理发送控制命令信息和状态查询信息,并且根据EFD 协议规范提供的接口收取返回信息。 J M DF 提供测试高速缓冲管理、 测试存储器管理以及流测试协议,管理和控制整个宿主机端。"K J 测试代理D@模型 嵌入式系统仿真测试平台的体系结构研究 邵荣防,罗克露 P 电子科技大学计算机科学与工程学院,四川 成都-&##’!M 【摘要】仿真开发在嵌入式开发中正逐步成为热点,仿真测试工具在仿真开发过程中正发挥着日益重要的作用。本文首先简要分析了当前的嵌入式测试工具,然后给出一种嵌入式仿真测试平台的体系结构EFDH 。基于EFDH 体系结构,实现了一个面向信息家电的嵌入式仿真测试平台3>EFDH 。 【关键词】嵌入式系统仿真开发 仿真测试平台

各种电路仿真软件的分析与比较

一.当今流行的电路仿真软件及其特性 电路仿真属于电子设计自动化(EDA)的组成部分。一般把电路仿真分为三个层次:物理级、电路级和系统级。教学中重点运用的为电路级仿真。 电路级仿真分析由元器件构成的电路性能,包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。电路级仿真必须有元器件模型库的支持,仿真信号和波形输出代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使设计人员在实际电子系统产生之前,就有可能全面地了解电路的各种特性。目前比较流行的电路仿真软件大体上说有:ORCAD、Protel、Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker、Micro-CAP 和Edison等一系列仿真软件。 电路仿真软件的基本特点: ●仿真项目的数量和性能: 仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件都有的基本功能是:静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项;可能有的分析是:傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真软件如SIMextrix只有6项仿真功能,而Tina6.0有20项,Protel、ORCAD、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能。对电子设计和教学的各种需求考虑的比较周到。例如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。 Pspice语言擅长于分析模拟电路,对数字电路的处理不是很有效。对于纯数字电路的分析和仿真,最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件,例如,Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plusII等。 ●仿真元器件的数量和精度: 元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千个到1--2万个不等的仿真元件,但软件内含的元件模型总是落后于实际元器件的生产与应用。因此,除了软件本身的器件库之外,器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。大量的网络信息也能提供有用的仿真模型。设计者如果对仿真元件模型有比较深入的研究,可根据最新器件的外部特性参数自定义元件模型,构建自己的元件库。对于教学工作者来说,软件内的元件模型库,基本上可以满足常规教学需要,主要问题在于国产元器件与国外元器件的替代,并建立教学中常用的国产元器件库。 电路仿真软件的元件分类方式有两种:按元器件类型如电源、二极管、74系列等分成若干个大类;或按元器件制造商分类,大多数仿真软件有电路图形符号的预览,便于选取使用。

通信网络仿真

目录 1 绪论 1.1 设计的背景 目前,现代通信网络的仿真,智能化网络规划、优化以及管理成为通信领域的热点问题。OPNET这一网络仿真工具为解决通信网络(包括固定网络、移动网络和卫星网络)仿真和优化以及网络高效的管理提供了整套解决方案,是网络仿真分析领域出类拔萃的软件。 包交换兼有电路交换和报文交换的优点,如包交换比电路交换的线路利用率高、比报文交换的传输时延小交互性好等,使得包交换网络在数据通信领域有着广泛的应用。 国外,网络仿真方面的研究已有二十多年的历史,覆盖各个领域。而国内数据通信网络仿真起步较晚,但近几年发展迅猛。 在包交换网络仿真方面,利用OPNET Modeler平台进行的仿真测试对包交换网络性能的进一步提高起到显著的作用。 在复杂多样的SME网络应用方面,相关研究缺乏,既使是已解决的部分技术项目,仍有进一步深入研究的必要。因而,研究包交换网络中OPNET的仿真应用是一个富有挑战性的课题。 1.2 设计的目的及意义 本课程设计主要研究SME包交换网络中OPNET的仿真应用,即借助OPNET仿真平台来研究包交换网络的性能。 本文中将主要解决如何使用现代化网络仿真工具进行SME包交换网络的性能分析,并在分析的基础处,能找出现有网络存在的不足,从而设计出更适合SME包交换网络的方案。 在学习通信网的基础上,学习通信网仿真方面的专业软件,对进一步掌握通信网络的性能有实践意义。掌握使用OPNET软件对以后的毕业设计及毕业后从事网络设计领域的工作有很大的帮助。 1.3 设计的基本思路及文章组织 本文在OPNET网络仿真平台上,首先对一个简单的SME包交换网络进行性能分析,然后对现有的网络进行升级扩展、引入新业务并进行可行性分析。在此基础上提出适合SME包交换网络的设计方案。

模拟仿真软件介绍

模拟仿真软件介绍 模拟仿真技术发展至今,用于不同领域、不同对象的模拟仿真软件林林总总,不可胜数,仅对机械产品设计开发而言,就有机构运动仿真软件,结构仿真软件,动力学仿真软件,加工过程仿真软件(如:切削加工过程仿真软件、装配过程仿真软件、铸造模腔充填过程仿真软件、压力成型过程仿真软件等),操作训练仿真软件,以及生产管理过程仿真软件,企业经营过程仿真软件等等。这里仅以一种微机平台上的三维机构动态仿真软件为例,介绍模拟仿真软件的结构和功能。 DDM(Dynamic Designer Motion)是DTI(Design Technology International)公司推出的、工作于AutoCAD和MDT平台上的微机全功能三维机构动态仿真软件,包含全部运动学和动力学分析的功能,主要由建模器、求解器和仿真结果演示器三大模块组成(见图1)。 1.DDM建模器的功能 1)设定单位制。 2)定义重力加速度的大小和方向。 3)可以AutoCAD三维实体或普通图素(如直线、圆、圆弧)定义运动零件。 4)可以定义零件质量特性:

图1 DDM仿真软件模块结 ①如果将三维实体定义为零件,可以自动获得其质量特性。 ②如果用其他图素定义零件,则可人工设定质量特性。 5)可以定义各种铰链铰链用于连接发生装配关系的各个零件,系统提供六种基本铰链和两种特殊铰链。 基本铰链: ①旋转铰——沿一根轴旋转。 ②平移铰——沿一根轴移动。 ③旋转滑动铰——沿一根轴旋转和移动。 ④平面铰——在一个平面内移动并可沿平面法线旋转。 ⑤球铰——以一点为球心旋转。 ⑥十字铰——沿两根垂直轴旋转。 特殊铰链:

系统仿真测试平台

仿真测试系统 系统概述 FireBlade系统仿真测试平台基于用户实用角度,能够辅助进行系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试,推进了半实物仿真的理论应用,并提出了虚拟设备这一具有优秀实践性的设计思想,在航电领域获得了广泛关注和好评 由于仿真技术本身具备一定的验证功能,因此与现有的测试技术有相当的可交融性。在航电设备的研制和测试过程中,都必须有仿真技术的支持:利用仿真技术,可根据系统设计方案快速构建系统原型,进行设计方案的验证;利用仿真验证成果,可在系统开发阶段进行产品调试;通过仿真功能,还可对与系统开发进度不一致的子系统进行模拟测试等。 针对航电设备产品结构和研制周期的特殊性,需要建立可以兼顾系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试的系统仿真平台。即以半实物仿真为基础,综合系统验证、系统测试、设备调试和快速原型等多种功能的硬件平台和软件环境。 目前,众多研发单位都在思索着如何应对航电设备研制工作日益复杂的情况。如何采取高效的工程技术手段,来保证系统验证的正确性和有效性,是航电设备系统工程的重要研究内容之一,FireBlade 系统仿真测试平台正是在这种大环境下应运而生的。 在航电设备研制工程中的定位设备可被认为是航电设备研制工程中的终端输出,其质量的高低直接关系到整个航电设备系统工程目标能否实现。在传统的系统验证过程中,地面综合测试是主要的验证手段,然而,它首先要求必须完成所有分系统的研制总装,才能进行综合测试。如果能够结合面向设备的仿真手段,则可以解决因部分设备未赶上研发进度导致综合测试时间延长的问题。在以往的开发周期中,面向设备的仿真技术并没有真正得到重视: (1)仿真技术的应用主要集中在单个测试对象上,并且缺乏对对象共性的重用; (2)仿真技术缺乏对复杂环境与测试对象的模拟; (3)仿真技术的应用缺乏系统性,比如各个阶段中仿真应用成果没有实现共享,

(完整word版)NS2网络仿真实验

移动自组织网络 实 验 报 告 NS2网络仿真实验 何云瑞 13120073 电信研1301班

1.实验目的和要求 1.学会NS2的安装过程,并熟悉NS2的环境; 2.观察并解释NAM动画,分析Trace文档。 3.学会用awk和gnuplot分析吞吐量、封包延迟、抖动率和封包丢失率。2.实验环境 先在PC上安装VMware虚拟机,再在虚拟机上安装Ubuntu系统,最后再Ubuntu系统上安装NS2软件,本次实验采用的是NS-2.34版本。 3.基本概念 3.1 NS2简介 NS2是一款开放源代码的网络模拟软件,最初由UC Berkeley开发。它是一种面向对象的网络模拟器,它本质上是一个离散事件模拟器,其本身有一个模拟时钟,所有的模拟都由离散事件驱动。其采用了分裂对象模型的开发机制,采用C++和OTcl两种语言进行开发。它们之间采用TclCL进行自动连接和映射。考虑效率和操作便利等因素,NS2将数据通道和控制通道的实现相分离。为了减少封包和事件的处理时间,事件调度器和数据通道上的基本网络组件对象都使用C++编写,这些对象通过TclCL映射对OTcl解释器可见。 目前,NS2可以用于模拟各种不同的通信网络,它功能强大,模块丰富,已经实现的主要模块有:网络传输协议,如TCP和UDP;业务源流量产生器,如FTP、Telnet、CBR、Web和VBR;路由队列管理机制,如Droptail、RED和CBQ;路由算法;以及无线网络WLAN、移动IP和卫星通信网络等模块。也为进行局域网的模拟实现了多播协议以及一些MAC子层协议。 3.2 NS2的功能模块 NS2仿真器封装了许多功能模块,最基本的是节点、链路、代理、数据包格式等,下面对各个模块进行简单的介绍: (1)事件调度器:目前NS2提供了四种具有不同数据结构的调度器,分别是链表、堆、日历表和实时调度器。

网络仿真软件OPNET基础介绍

网络仿真软件OPNET 1.1 OPNET仿真软件概述 OPNET公司是全球领先的决策支持工具提供商,总部在美国华盛顿特区,主要面向网络领域的专业人士,为网络专业人士提供基于软件方面的预测解决方案。OPNET公司最早是由麻省理工学院(MIT)信息决策实验室受美国军方委托而成立的。1987年OPNET公司发布了第1个商业化的网络仿真软件,提供了具有重要意义的网络性能优化工具,使得具有预测性的网络性能管理和仿真成为可能。1987年以来,OPNET迅速而稳步地发展,作为高科技网络规划、仿真及分析工具,OPNET在通信、国防及计算机网络领域已经被广泛认可和采用。成千上万的组织使用OPNET软件来优化网络性能、最大限度地提高通信网络和应用的可用性。至今OPNET已经升级到了11.5以上版本。它的产品线除了Modeler 外,还包括ITGuru、SP Guru、OPNET Development Kit 和WDM Guru等。 OPNET的产品主要针对网络服务提供商、网络设备制造商和一般企业这3类客户。OPNET目前在全球有超过5000个客户,在全美设立了4个办事处,分别在加州、德州、北卡罗来纳州及马萨诸塞州,另外,OPNET也在全球设立了4个办事处,分别为法国的巴黎、英国的剑桥、澳大利亚的悉尼以及比利时的根特。新加坡经纬线科技公司是OPNET产品在亚洲地区的总代理。OPNET的全球部分电信级运营商客户,如AT&T、NTT DoCoMo、France Telecom等,这部分客户相对于中型企业,具有更复杂的网络结构和协议配置,因此管理起来更复杂。OPNET利用高网络智能来辅助运营商的网管人员管理网络,同时OPNET 具有很好的开放性和互联性,可以和当前很多流行的网络管理和监控软件一起协同工作,如HP公司的OpnetView、Tivoli公司的NetView、Cisco的Netflow以及Angilent公司的NetMetrix等。 目前OPNET的应用在国内还处于起步阶段,因此OPNET具有很大的研究及应用价值。 1.2 OPNET仿真技术 1.2.1三层建模机制 网络是复杂的系统,OPNETModeler建模采用层次化和模块化的方式,将复

电力系统仿真软件介绍

电力系统仿真软件 电力系统仿真软件简介 一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发,是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 功能:DYNRED(Dynamic Reduction Program):网络化简与系统的动态等值,保留需要的节点。 LOADSYN(Load Synthesis Program):模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW(Interactive Power Flow Program):采用快速分解法和牛顿-拉夫逊法相结合的潮流分析方法,由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM(Transfer Limit Program):快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT:直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷,并且提供了计算稳定裕度的方法,增强了时域仿真的能力。 LTSP(Long Term Stability Program):LTSP是时域仿真程序,用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性,提供了详细的模型和方法。 VSTAB(Voltage Stability Program):该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性,给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态,使用了一种增强的潮流程序,提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP(Extended Transient midterm Stability Program):EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真,程序采用了稀疏技术,解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small-signal Stability Program):该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析,由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序(PEALS)两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值,由于系统的所有模式都计算,它对控制的设计和协调是理想的工具;PEALS使用了两种技术:AESOPS算法和改进Arnoldi 方法,这两种算法高效、可靠,而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。 二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析,它的典型应用是预测电力系统在某个扰动(如开关投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律,将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合,可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP(The alternative Transients Program)是EMTP的免费独立版本,是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统,数学模型广泛,除用于暂态计算,还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年,由Drs.

VISSIM,PARAMICS,TSIS仿真软件对比分析

三大著名的仿真软件 (VISSIM/PARAMICS/TSIS)对比分析VISSIM仿真系统 VISSIM是德国PTV公司开发的微观仿真软件,是一种微观的、以时间为参照、以交通行为模型为基础的仿真系统,主要用于城市和郊区交通的模拟仿真中。它采用的是一个离散的、随机的、以0.1s为时间步长的微观模型。车辆的纵向运动采用了基于规则的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。VISSIM提供了图形化的界面,用2D和3D动画向用户直观显示车辆运动,运用动态交通分配进行路径选择。VISSIM可以模拟轨道和道路公共交通、自行车交通和行人交通,由仿真获得的交通特征数据可以评估不同的选择方案。它能够模拟许多城市内和非城市内的交通状况,特别适合模拟各种城市交通控制系统,主要应用有:(1)由车辆激发的信号控制的设计、检验、评价;(2)公交优先方案的通行能力分析和检验;(3)收费设施的分析; (4)匝道控制运营分析;(5)路径诱导和可变信息标志的影响分析;(6)路段、交叉口及整个交通网的通行能力和交通流分析;(7)评估不同的设计规划方案和交通组织方案;(8)评估环形交通;(9)评估收费系统和其他交通服务设施;(10)评估智能交通系统的效果(如路径选择系统);(11)大型公交车站的功能分析:(12)复杂交通设施各种运行方式的优化设计(如信号灯控制的路口和无信号灯控制的路口的组合和协

调);(13)信号灯控制程序的设计和优化:(14)设计公交优先系统;(15)2D和3D模拟结果的动态演示等。 在VISSIM模型中,信号灯控制程序可以在定时控制或者感应式信号程序方式下进行模拟。在信号控制程序的模拟时,西门子、飞利浦、PTV、BASEL等公司的产品都可以与之兼容。VISSIM仿真系统中,对于交通流和信号控制之间有一个接口,通过这个接口可以在检测器数据和信号灯控制参数之间进行数据交换。仿真结果可以是视窗动态交通流演示,或者是最后输出多种重要交通参数的数据表格。VISSIM的交通流模型既可以模拟一条车道上的车队行驶,也可以模拟车流在车道组中的变换情况。利用这些交通特征数据可以按照交通服务水平标准确定交通运行状况,进行多种措施预期实施效果的比较。PARAMICS仿真系统 英国的Quadstone公司开发的Paramics是表现最为出色的商业 化交通仿真产品之一。Paramics从1992年开始开发至今,融合了欧美众多交通及计算机领域科研机构及专家的努力和智慧,具有细致的路网建模、灵活的信号及车辆控制、完善的路径诱导、丰富的编程接口、详尽的数据分析等特色。由于采用了并行计算技术,仿真的路网规模可达上百万个节点,4百多万个路段,3万多个小区。在ITS的研究中,Paramics有突出的表现,能仿真交通信号、匝道控制、检测器、可变信息板、车内信息显示装置,车内信息顾问,路径诱导等。而且用户可以通过API函数定义特殊的控制策略。它还能够从SATURN、NESA、

EDA仿真软件介绍

EDA仿真软件介绍 (2009-03-21 08:41) 分类:EDA 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,是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计。利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域,都有EDA的应用。目前EDA 技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中,从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟,都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术,主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。 EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。 2 EDA常用软件 EDA工具层出不穷,目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD 、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim 等等。这些工具都有较强的功能, 一般可用于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真,同进还可以进行PCB自动布局布线,可输出多种网表文 件与第三方软件接口。 (下面是关于EDA的软件介绍,有兴趣的话,旧看看吧^^^) 下面按主要功能或主要应用场合,分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC 设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件, 进行简单介绍。 2.1 电子电路设计与仿真工具 我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候,我们会发现做出来的东西有 很多的问题,事先并没有想到,这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢?结论是有,这就是电路设计与仿真技术。

网络仿真软件比较

网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型, 并模拟网络流量的传输, 从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。由于仿真不是基于数学计算, 而是基于统计模型,因此,统计复用的随机性被精确地再现。 网络仿真技术具有以下特点:一, 全新的模拟实验机理使其具有在高度复杂的网络环境下得到高可信度结果的特点。二, 网络仿真的预测功能是其他任何方法都无法比拟的;三,使用范围广, 既可以用于现有网络的优化和扩容,也可以用于新网络的设计,而且特别适用于中大型网络的设计和优化;四,初期应用成本不高, 而且建好的网络模型可以延续使用, 后期投资还会不断下降。 OPNET 产品性能简介:OPNET产品主要面向专业人士,帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理。OPNET的产品主要针对三类客户,分成四个系列。三类客户是指:网络服务提供商;网络设备制造商和一般企业。 四个系列产品核心包括:1.ServiceProviderGuru:面向网络服务提供商的智能化网络管理软件。是OPNET公司的最新产品。2.OPNET Modeler:为技术人员(工程师)提供一个网络技术和产品开发平台。可以帮助他们设计和分析网络、网络设备和通信协议。3.ITGuru:帮助网络专业人士预测和分析网络和网络应用的性能,诊断问题,查找影响系统性能的瓶颈,提出并验证解决方案。4.WDM Guru,用于波分复用光纤网络的分析、评测。 我使用的是OPNET Modeler8.1,所以就它和其他的网络仿真软件进行比较。OPNET Technology公司的仿真软件OPNET具有下面的突出特点,使其能够满足大型复杂网络的仿真需要: 1. 提供三层建模机制,最底层为Process模型,以状态机来描述协议;其次为Node模型,由相应的协议模型构成,反映设备特性;最上层为网络模型。三层模型和实际的网络、设备、协议层次完全对应,全面反映了网络的相关特性; 2. 提供了一个比较齐全的的基本模型库,包括:路由器、交换机、服务器、客户机、ATM 设备、DSL设备、ISDN设备等等; 3. 采用离散事件驱动的模拟机理(discrete event driven),与时间驱动相比,计算效率得到很大提高。 4. 采用混合建模机制,把基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来,既可得到非常细节的模拟结果,也大大提高了仿真效率。 5. OPNET具有丰富的统计量收集和分析功能。它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数,能够方便地编制和输出仿真报告。 6. 提供了和网管系统、流量监测系统的接口,能够方便的利用现有的拓扑和流量数据建立仿真模型,同时还可对仿真结果进行验证。 OPNET的缺点: 1. 价钱昂贵.OPNET的单使用者授权费超过2万5千美金. 价格的因素使得盗版猖獗。

各种计算电磁学方法比较和仿真软件

各种计算电磁学方法比较和仿真软件 各种计算电磁学方法比较和仿真软件微波EDA 仿真软件与电磁场的数值算法密切相关,在介绍微波EDA 软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell 方程组之上的,了解Maxwell 方程是学习电磁场数值算法的基础。计算电磁学中有众多不同的算法,如时域有限差分法(FDTD )、时域有限积分法(FITD )、有限元法(FE)、矩量法(MoM )、边界元法(BEM )、谱域法(SM)、传输线法(TLM )、模式匹配法(MM )、横向谐振法(TRM )、线方法(ML )和解析法等等。在频域,数值算法有:有限元法( FEM -- Finite Element Method)、矩量法(MoM -- Method of Moments ),差分法( FDM -- Finite Difference Methods ),边界元法( BEM --Boundary Element Method ),和传输线法 ( TLM -Transmission-Line-matrix Method )。在时域,数值算法有:时域有限差分法( FDTD - Finite Difference Time Domain ),和有限积分法( FIT - Finite Integration Technology )。这些方法中有解析法、半解析法和数值方法。数值方法中又分零阶、一阶、二阶和高阶方法。依照解析程度由低到高排列,依次是:时域有限差分法(FDTD )、传输线法(TLM )、时域有限积分法(FITD )、有限元法(FEM )、矩量法(MoM )、线方法(ML )、边界元法(BEM )、谱域法(SM )、模式匹配法

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