水声通信网络仿真平台的研究与实现
这是一篇关于水声通信网络,J2EE多层体系结构,SSM框架,仿真平台的论文, 主要内容为随着海洋资源越来越受到人们的重视,近些年来掀起了水声通信网络技术的革命,关于水声通信网络的技术研究也日益成熟,在近海勘探、辅助航行、数据采集等方面有着重要的作用。与陆地无线传感器网络不同,水声通信网络的传输时延较高、丢包率较高、传输速率较低,现有的无线传感器网络协议无法直接在水声通信网络中使用,所以对水声通信网络协议的研究以及仿真变得尤为重要。在此背景下,本文对水声通信体系结构进行了分析,设计并实现了基于WEB的水声通信网络仿真平台,使得水声通信网络协议的研究可以在更接近真实海洋的环境下进行,克服了水声通信网络实物仿真消耗资源过多、实验周期较长,并且受限于实验环境等缺点。本文首先阐述了仿真平台开发过程中涉及到的关键技术。分析了三种常用的前端开发框架,确立了SSM作为仿真平台的后端框架,重点研究了Spring的功能模块、Spring MVC的工作流程和MyBatis的架构,分析了使用Java多线程技术的优势。通过对前端以及后端开发技术的分析,为水声通信网络仿真平台的设计与实现打下了理论基础。其次对水声通信体系结构进行了分析。介绍了水声通信所具有的特点,研究了水声通信网络的基本组成,介绍了常见的几种网络拓扑结构,分析了适用于水声通信网络的拓扑结构,研究了水声通信网络的三层协议结构,并重点介绍了常用的介质访问控制协议。最后介绍了水声通信网络的仿真实现。接着分析了仿真平台的功能性需求,从用户的角度出发,使得仿真平台能够满足相应的业务需求。之后分析了仿真平台的非功能性需求,介绍了仿真平台设计时需要的软硬件环境以及可靠性、可维护性、安全性等要素。然后分析了水声通信网络仿真平台的设计原则,从系统架构和功能模块两个方面提出了设计方案,并设计了数据库中数据表的结构。采用B/S架构,结合网络套接字和多线程技术开发了基于WEB的水声通信网络仿真平台,分析了仿真平台各个功能模块的实现,分析了仿真平台与客户端之间网络通信的实现。最后介绍了仿真平台的部署和测试。阐述了测试仿真平台所需要的软硬件环境,针对系统任务处理模块、节点管理模块以及实时显示模块进行了相应的测试,编写了测试用例,展示了测试结果,并且对仿真平台进行了压力测试。
基于Kubernetes的网络仿真平台中可视化及管理子系统的设计与实现
这是一篇关于可视化技术,网络拓扑布局,Kubernetes,仿真平台的论文, 主要内容为近年来,我国的网络规模不断扩大且负载也持续增加,这使得通信运营商对网络进行维护时所面临的环境变得越来越复杂,进而导致了网络管理困难、网络优化成本高且风险大等问题。运用网络仿真技术可以更好地设计网络并提升网络管理效率。但传统的网络仿真方法及软件存在着一定的局限性,因此我们需要一种新的方式去进行网络仿真。随着容器技术的发展,可以基于容器编排工具Kubernetes构建网络仿真平台。在这个网络仿真平台中,提供一个便于用户使用的可视化及管理系统是必要的。用户可以通过该系统进行仿真实例的创建和管理,也可以使用该系统实现网络拓扑的可视化编辑及展示。针对运营商网络的实际特征及用户的实际需求,本文做了如下工作:设计并实现了基于Kubernetes的网络仿真平台中的可视化及管理子系统。首先对系统的功能性需求和非功能性需求进行了分析,明确了需求任务。之后进行了系统的概要设计,根据本系统在整个网络仿真平台中所处的层级,将系统划分为拓扑可视化编辑、拓扑管理、仿真实例管理、仿真交互、Kubernetes资源信息查看等模块,同时介绍了系统的总体技术架构情况,并对本系统所涉及到的技术以及各技术之间的关系做了说明。在划分了功能模块后,对各个模块进行了详细的设计与实现。最后搭建了测试环境,对系统进行了功能测试以验证各模块功能的正确性,并进行了性能测试等非功能测试以确保系统质量,结果表明系统各模块功能正常且性能符合预期要求。设计并实现了分层力导引布局算法。由于运营商网络中的节点具有层级特性,并且每个节点都会有其所在地属性,因此本研究对传统的力导引算法进行了改进,提出了一种分层力导引布局算法。针对网络维护人员实际需求,在算法中将节点按类型分层,并改进了斥力的计算方法,引进了聚集力,使得拓扑可视化布局效果更符合用户的实际需要。
低轨卫星通信移动性管理研究及仿真平台设计
这是一篇关于低轨卫星,移动性管理,仿真平台,反向缝的论文, 主要内容为低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星通信系统因其卫星体积小、造价低、可批量生产、传输延迟小等特点,受到了越来越多的关注。目前,LEO卫星通信系统的移动性管理技术大多停留在理论阶段,无法满足实际运行需求,且缺乏具有完整体系的仿真平台。因此,本文针对LEO卫星通信的移动性管理和仿真平台设计等问题,进行了深入研究和实现。主要研究工作如下:针对当前缺乏LEO卫星移动性管理仿真平台的问题,设计并实现了一个基于OPNET的LEO卫星通信仿真平台。首先,通过分析仿真平台的功能需求,提出了仿真平台的整体架构,包括功能实体模块、卫星属性模块、网络管理模块、卫星运行模块和分析模块。然后,设计了用户终端(User Equipment,UE)、低轨卫星、移动交换中心(Mobile Switch Center,MSC)和网络控制中心(Network Control Center,NCC)的节点功能,对分别其节点模型和相应的进程模型进行了建模。接着,研究了卫星的多波束天线模型并进行了建模实现,通过部署移动地面节点接收卫星信号的方式进行仿真,结果验证了卫星多波束天线的覆盖范围和增益大小能够满足设计需求。最后,搭建系统场景,对仿真平台的各项功能进行了测试。结果表明,该卫星仿真平台能对LEO通信移动管理系统的移动性管理过程进行仿真,并能输出切换成功率、切换次数、吞吐量等各项指标。针对LEO卫星通信系统的切换管理问题,提出了两种卫星切换方案。首先,分析了LEO卫星通信系统的切换阶段,包括切换测量、切换决策、切换准备和切换执行。然后,提出并设计了一种基于信号强度测量的硬切换方案,包括单卫星内跨波束的用户切换、跨卫星间的用户切换以及切换失败的用户重置三个部分。接着,分析了LEO卫星特有的反向缝问题,针对卫星反向缝间存在的切换时间长、成功率低等问题,提出了一种通过UE节点代替部分NCC节点功能,减少星间链路跳数的卫星反向缝间切换方案。最后,通过搭建的LEO卫星通信仿真平台,对两种切换方案进行仿真和对比。仿真结果表明,反向缝间切换方案的切换时延更低,切换成功率更高。
数据驱动控制算法软件仿真平台的设计与实现
这是一篇关于数据驱动控制,仿真平台,JAVA,MATLAB的论文, 主要内容为目前绝大多数自适应控制算法都依赖于受控系统精确的数学模型,但是建立受控系统精确的数学模型并不是一件容易的事情,有时甚至是不可能的。这就促使国内外专家们去研究一种新的控制方法,在这种情况下,只利用受控系统的I/O数据而不需要受控系统的数学模型信息就能设计控制器的数据驱动控制算法应运而生,成为国内外理论界研究的热点。 为了更好的研究和推广数据驱动控制算法,本文设计和实现了基于B/S架构的数据驱动控制算法软件仿真平台,为用户提供了一个不受时间、地点限制的仿真环境。该仿真平台主要分为前台和后台两个部分,前台采用JSP、HTML、AJAX等技术来实现页面的显示；后台利用Servlet、JavaBeans等技术来实现业务逻辑的处理,并利用MATLAB作为仿真平台的后台计算引擎,通过JMatlink组件将Servlet和MATLAB连接起来,实现Servlet和MATLAB的通信。 该设计方式既能充分利用目前流行的网络开发技术简单,易用,速度快,易扩展等特性,又能充分利用MATLAB的强大的仿真计算能力,极大的提高了仿真平台的开发效率,降低了开发成本,同时又为仿真平台的未来的扩展提供了很好的技术支持。 本文的内容组织如下： 第一章、阐述课题的研究背景、现状、研究目标。 第二章、阐述了数据驱动控制算法发展情况,并对无模型自适应控制算法和PID控制算法的控制思想进行了介绍。 第三章、阐述了软件的需求功能,针对需求提出了软件的体系架构,并介绍了平台的运行环境和开发工具。 第四章、对仿真平台的各个功能模块进行了深入的阐述,讲解了软件的设计思想和设计方法,并对开发过程中关键技术进行了详细的说明。 第五章、给出了基于该平台仿真应用实例,详细的介绍了仿真平台的使用方法,并对比了无模型自适应控制算法和PID控制算法的控制特点,同时也验证了仿真平台的准确性和可靠性。 第六章、对仿真平台实现过程中的研究和开发工作进行了总结,并对今后工作进行了展望。
面向节点重要性评价的复杂网络仿真平台的设计与实现
这是一篇关于复杂网络,节点重要性,公共交通,J2EE,百度地图,仿真平台的论文, 主要内容为随着社会不断发展,社会上开始出现大量的具有多种特征的复杂网络,如社交网络、互联网、交通网络等,通过对这些网络进行分析,可以帮助人们更好地了解隐藏在这些网络的复杂结构中信息。然而,这些网络中包含的信息往往数量巨大且种类多样,常规的复杂网络仿真平台难以高效处理和展现。因此,如何在复杂网络研究的基础之上设计并实现一个有效的复杂网络仿真平台成为当前研究的热点。常见的复杂网络节点重要性评价算法基于网络本身的结构信息,没有用到与网络相关的信息,该论文实现了两个基于节点信息的交通网络节点重要性评价算法。在获得交通网络数据的前提下,对于交通网络数据构成的复杂网络仿真进行平台设计。复杂网络的研究方法多种多样,其中的重要的研究方法之一是节点重要性评价,从节点重要性评价的角度出发,设计并实现了一个复杂网络仿真平台。本文主要工作如下:1.对目前典型的复杂网络节点重要性评价方法进行了深入的了解和分析。重点介绍了复杂网络的定义,阐述了基于度分布、中介中心性、子图中心性、聚集系数、最大邻居连通度和最大邻居连通密度进行节点重要性评价的方法,为后续平台搭建和综合性网络节点评价方法的提出奠定了基础。2.通过对仿真平台的需求分析,基于J2EE技术,搭建了系统平台,基于HTML和JavaScript技术,实现了功能业务需求,基于CSS技术对系统界面进行设计与实现。由于平台主要是为节点重要性评价方法提供验证和演示服务,因此,将系统功能分为4大模块:复杂网络生成导入模块、网络结构调整模块、网络参数计算模块和结果展示模块。对每个模块的功能进行详细设计与实现。3.为验证平台的有效性,首先本文利用图吧公交的公共交通路线信息以及百度地图的公交站点位置信息,实现了公共交通网络数据的提取、预处理,转换为可以直接用于构建复杂网络的基本数据集。此外,基于在研究生阶段参与的科研项目,将项目中的出租车运营数据进行预处理,转换为作为面向交通网络的节点重要性评价方法的辅助判别数据集。然后,基于上述数据集,对已有经典节点重要性评价方法的参数进行设定,包括对节点属性的确定和边权的确定,结合实际应用实现了节点重要性评价方法。为提高节点重要性评价的准确性,本文提出了一种综合性网络节点评价方法,该方法将公交网络的度分布、中介中心性和出租车网络的节点评价算法进行了结合,增强了判别的合理性,并将本方法在平台中进行了实验和验证,实验结果表明本方法能有效用于节点的重要性评价。本平台基于百度地图提供的API,对节点重要性评价方法的结果、网络拓扑结构的调整、公交网络信息的展示进行了实现。在结果演示过程中,可清楚看到网络中的每个点的重要性评价值,并了解网络中节点对应的交通站点及交通线路的实际信息,能有效帮助分析结果和交流成果。
水声通信网络仿真平台的研究与实现
这是一篇关于水声通信网络,J2EE多层体系结构,SSM框架,仿真平台的论文, 主要内容为随着海洋资源越来越受到人们的重视,近些年来掀起了水声通信网络技术的革命,关于水声通信网络的技术研究也日益成熟,在近海勘探、辅助航行、数据采集等方面有着重要的作用。与陆地无线传感器网络不同,水声通信网络的传输时延较高、丢包率较高、传输速率较低,现有的无线传感器网络协议无法直接在水声通信网络中使用,所以对水声通信网络协议的研究以及仿真变得尤为重要。在此背景下,本文对水声通信体系结构进行了分析,设计并实现了基于WEB的水声通信网络仿真平台,使得水声通信网络协议的研究可以在更接近真实海洋的环境下进行,克服了水声通信网络实物仿真消耗资源过多、实验周期较长,并且受限于实验环境等缺点。本文首先阐述了仿真平台开发过程中涉及到的关键技术。分析了三种常用的前端开发框架,确立了SSM作为仿真平台的后端框架,重点研究了Spring的功能模块、Spring MVC的工作流程和MyBatis的架构,分析了使用Java多线程技术的优势。通过对前端以及后端开发技术的分析,为水声通信网络仿真平台的设计与实现打下了理论基础。其次对水声通信体系结构进行了分析。介绍了水声通信所具有的特点,研究了水声通信网络的基本组成,介绍了常见的几种网络拓扑结构,分析了适用于水声通信网络的拓扑结构,研究了水声通信网络的三层协议结构,并重点介绍了常用的介质访问控制协议。最后介绍了水声通信网络的仿真实现。接着分析了仿真平台的功能性需求,从用户的角度出发,使得仿真平台能够满足相应的业务需求。之后分析了仿真平台的非功能性需求,介绍了仿真平台设计时需要的软硬件环境以及可靠性、可维护性、安全性等要素。然后分析了水声通信网络仿真平台的设计原则,从系统架构和功能模块两个方面提出了设计方案,并设计了数据库中数据表的结构。采用B/S架构,结合网络套接字和多线程技术开发了基于WEB的水声通信网络仿真平台,分析了仿真平台各个功能模块的实现,分析了仿真平台与客户端之间网络通信的实现。最后介绍了仿真平台的部署和测试。阐述了测试仿真平台所需要的软硬件环境,针对系统任务处理模块、节点管理模块以及实时显示模块进行了相应的测试,编写了测试用例,展示了测试结果,并且对仿真平台进行了压力测试。
水声通信网络仿真平台的研究与实现
这是一篇关于水声通信网络,J2EE多层体系结构,SSM框架,仿真平台的论文, 主要内容为随着海洋资源越来越受到人们的重视,近些年来掀起了水声通信网络技术的革命,关于水声通信网络的技术研究也日益成熟,在近海勘探、辅助航行、数据采集等方面有着重要的作用。与陆地无线传感器网络不同,水声通信网络的传输时延较高、丢包率较高、传输速率较低,现有的无线传感器网络协议无法直接在水声通信网络中使用,所以对水声通信网络协议的研究以及仿真变得尤为重要。在此背景下,本文对水声通信体系结构进行了分析,设计并实现了基于WEB的水声通信网络仿真平台,使得水声通信网络协议的研究可以在更接近真实海洋的环境下进行,克服了水声通信网络实物仿真消耗资源过多、实验周期较长,并且受限于实验环境等缺点。本文首先阐述了仿真平台开发过程中涉及到的关键技术。分析了三种常用的前端开发框架,确立了SSM作为仿真平台的后端框架,重点研究了Spring的功能模块、Spring MVC的工作流程和MyBatis的架构,分析了使用Java多线程技术的优势。通过对前端以及后端开发技术的分析,为水声通信网络仿真平台的设计与实现打下了理论基础。其次对水声通信体系结构进行了分析。介绍了水声通信所具有的特点,研究了水声通信网络的基本组成,介绍了常见的几种网络拓扑结构,分析了适用于水声通信网络的拓扑结构,研究了水声通信网络的三层协议结构,并重点介绍了常用的介质访问控制协议。最后介绍了水声通信网络的仿真实现。接着分析了仿真平台的功能性需求,从用户的角度出发,使得仿真平台能够满足相应的业务需求。之后分析了仿真平台的非功能性需求,介绍了仿真平台设计时需要的软硬件环境以及可靠性、可维护性、安全性等要素。然后分析了水声通信网络仿真平台的设计原则,从系统架构和功能模块两个方面提出了设计方案,并设计了数据库中数据表的结构。采用B/S架构,结合网络套接字和多线程技术开发了基于WEB的水声通信网络仿真平台,分析了仿真平台各个功能模块的实现,分析了仿真平台与客户端之间网络通信的实现。最后介绍了仿真平台的部署和测试。阐述了测试仿真平台所需要的软硬件环境,针对系统任务处理模块、节点管理模块以及实时显示模块进行了相应的测试,编写了测试用例,展示了测试结果,并且对仿真平台进行了压力测试。
面向智能反演模型的虚拟水泥水化仿真平台研究与设计
这是一篇关于水泥水化建模,反演模型,仿真平台,水泥微观结构的论文, 主要内容为水泥作为重要基础建筑材料之一,被广泛应用在我国的现代化建设进程中,桥梁、道路、楼宇的建设都离不开水泥。水泥产业的进步不仅关乎国家发展,并牵动着全国人民的生活质量水平。基础理论研究和应用研究对于推动水泥行业进步具有重要意义。应用深度学习技术,探索水泥水化动力学、水泥微观结构演化过程及其物理化学性质变化,极大的加速了水泥的研究进程。由此催生了很多优秀的水泥仿真模型,其针对水泥的某一特性提供基础的仿真服务。但这些模型往往作为独立个体存在,很难相互作用以促进整个水泥水化仿真研究的发展。所以,本文目标是构建一款能够提供水泥水化核心仿真服务,并能快速集成当下诸多优秀仿真模型的平台。平台能够提供仿真实验的闭环提供水泥企业用户,来解决企业用户在水泥基础生产过程中的资源浪费问题;其次,平台提供给水泥相关的科研人员使用,使得科研人员能快捷、方便的集成自己新研究的仿真模型到系统中,由此促成水泥科研机构与水泥企业优势互补,产学研协同发展的局面。本文的研究内容主要包括以下三个方面:(1)设计并实现核心水泥水化闭环实验仿真引擎本文应用深度学习方法,探究了水泥反演模型的关键实现技术和仿真构建策略,实现了水泥数据生成获取,水泥水化演化仿真、水泥性能估测的闭环实验仿真引擎,并融合时序图像获取方法构建起系统的核心仿真通路。本文应用STS-GAN纹理合成方法构建三维水泥纹理生成模型,为水泥水化建模仿真、水泥性能估测仿真提供有效的图像数据支撑;应用深度信念网络构建高精度水泥水化演化仿真模型,用于模拟真实环境的水泥水化过程,针对生成的水泥微观结构纹理图像进行仿真演化验证,仿真结果真实可信;应用卷积神经网络构建水泥性能估测仿真模型,实现系统水泥图像数据的水泥抗压强度无损估测;最终构建起从水泥生成到演化再到性能评估的全龄期的仿真实验闭环。(2)提出一种时序水泥图像层插值方法用于获取水泥水化时序三维图像首先探究了移动最小二乘曲线曲面拟合插值方法对时序水泥微观结构图像获取的优势,提出了应用移动最小二乘方法进行水泥时序图像获取的策略。同时,针对虚拟水泥水化仿真平台的两种时序图像获取的业务场景,进行了水泥图像层插值方法的改良。在面向完整时序水泥图像切片的获取的业务场景中,提出使用并行计算策略大大提升获取效率,并进行实验验证其效果。在面向平台前端时序水泥图像实时交互业务场景中,提出水泥体素贴图策略,实现高效的时序图像获取及高效前端三维图像交互应用。通过实验分析与验证,证明本方法获取的时序水泥水化仿真图像具有演化曲面平滑、真实性高、连续性好、交互更流畅等优良特性。(3)设计并完成水泥水化仿真平台的开发与测试本文通过对Docker虚拟化技术、微服务技术、Web GL三维图像渲染技术、代码生成技术的融合应用构建了一套具有易集成、弹性应用管理的模型和服务准入解决方案。设计完成虚拟水泥水化仿真平台的基础平台、仿真中心、集成中心三大模块,最终实现虚拟水泥水化仿真平台的开发与测试工作。首先,针对反演模型的多样性特点,研究Docker虚拟化技术和微服务技术的结合,完成模型服务的高效部署设计,实现了新反演模型上传代码既能完成服务部署的自动化特性。同时应用代码生成技术和表构建技术加速基础平台新服务集成速度,使得新服务集成更高效快捷。其次,应用Spring MVC的整套技术实现了前后端的设计和构建,完成数据库及水泥仿真架构的设计,最终完成了开发与测试。
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