论文研究-基于OPNET的Link16仿真建模及其实现算法 .pdf
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2019-08-15
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基于 OPNET 的 Link16 仿真建模及其实现算法
王文茜
北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）
E-mail: qianqianbupt@gmail.com
摘 要： Link16 具备跳扩频与实时性能力，采用 TDMA 的接入方式，是一种双向、高速、
保密、抗干扰的数据链。OPNET 是当前网络仿真及优化领域性能较好的软件，它为解决通
信网络（包括固定网、移动网以及卫星网络）的仿真和优化，以及高效的网络管理提供了整
套的解决方案。OPNET 所采用的是三层建模机制和实际的协议、设备和网络完全对应。在
本次仿真建模的过程中，SNR-BER 的实现算法是一个关键问题。本文首先介绍了数据链
Link16 的基本概念以及 OPNET 的特点及用于网络仿真的优势，然后分析了数据链仿真的业
务建模以及核心算法，并对算法进行了仿真实现，最后对结果进行了分析和说明。
关键字：Link16；OPNET；仿真；算法
1. 引言
Link16
[1]
具备跳扩频与实时性能力，是一种双向、高速、保密、抗干扰的数据链，用于
美国及北约各国军队。Link16 的发展趋势是在兼容现有装备的基础上，积极开发新的频率
资源，提高数据传输速率，改进网络结构，增大系统信息容量，提高抗干扰和抗截获能力，
不断提升数据分发能力，从战术数据终端向联合信息分发系统演变，在与各种指挥控制系统
及武器系统链接的同时，实现与战略网络的互通。
Link16 网络采用同步时分多址('IDMA)接人方式
[2]
。指定一个成员作为网络时间基准
(NTR)，其余所有端机的时钟经过人网、粗同步、精同步及同步维持等四个步骤，完成和保
持与 NTR 的同步，形成统一的系统时。系统时划分成长度为 12.8 分钟的时元(EPOCH)，每
个时元划分为长度各为 12 秒的 64 个时帧(FRAME)，每个时帧又划分为长度各为 7.8125 毫
秒的 1536 个时隙(TIMESLOT),因此，每个时元包含 98304 个时隙。
本文着重分析 Link16 数据链仿真中的业务建模及算法
。
2. OPNET 简介
OPNET 是当前网络仿真及优化领域性能较好的软件，它为解决通信网络（包括固定网、
移动网以及卫星网络）的仿真和优化，以及高效的网络管理提供了整套的解决方案。OPNET
[3]
采用离散事件触发的仿真机制来推进仿真时间，采用基于数据包的建模机制，模拟网络中包
在节点间的流动和节点内部的处理过程，能追踪协议设计的每个细节。OPNET 所采用的是
三层建模机制：最上层是网络域，反映了网络的拓扑结构特点；其次是节点域，由相应的协
议模块构成，反映了设备的特性；最底层是进程域，以状态机的形式来描述协议，反映了协
议的具体功能是如何实现的。这种三层模型建模和实际的协议、设备和网络完全对应，全面
反映了网络的相关特性。基于 OPNET 具有如上优点，我们采用 OPNET 来进行数据链系统
仿真。
3. 数据链仿真中的业务建模
3.1 业务建模的实现算法
本次仿真的业务实现算法是基于 OPNET 中的业务产生模型 ON/OFF 建模机制。ON/OFF
建模机制的主要原理是将数据包的产生时间分为 ON 时间和 OFF 时间，如图 3-1 所示。
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