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C4ISR 模拟 / 仿真 / 原型验证及网络信息化战场推演平台 (C4net)

C4ISR 模拟 / 仿真 / 原型验证及网络信息化战场推演平台 (C4net). 龚鹏 2012-03-30 北京理工大学，机电学院. 纲要. 信息化战场环境下的复杂异构网络 C4ISR 系统研究存在的问题 C4net 示意图 C4net 关键特点 并行处理扩大仿真规模 模型库实现高保真 实物接入模式 C4net 演示实例. 信息化战场环境下的复杂异构网络. C4ISR 系统将各作战单元通过 IP 网络连接成为一个整体进行信息共享，为战时数据融合提供保障. 宽带网络波形 (WNW). 异构网. 其它网络. 士兵无线电波形 (SRW).

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C4ISR 模拟 / 仿真 / 原型验证及网络信息化战场推演平台 (C4net)

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  1. C4ISR模拟/仿真/原型验证及网络信息化战场推演平台(C4net)C4ISR模拟/仿真/原型验证及网络信息化战场推演平台(C4net) 龚鹏 2012-03-30 北京理工大学，机电学院

  2. 纲要 • 信息化战场环境下的复杂异构网络 • C4ISR系统研究存在的问题 • C4net示意图 • C4net关键特点 • 并行处理扩大仿真规模 • 模型库实现高保真 • 实物接入模式 • C4net演示实例

  3. 信息化战场环境下的复杂异构网络 • C4ISR系统将各作战单元通过IP网络连接成为一个整体进行信息共享，为战时数据融合提供保障 宽带网络波形(WNW) 异构网 其它网络 士兵无线电波形(SRW)

  4. C4ISR系统研究存在的问题 • C4ISR系统构建 • 包含各种无线电台的研制与改进，多网融合，整体网络架构决策，网络协议的设计、干扰分析、优化与评估等 • C4ISR系统同战场应用紧密结合 • 设计、评估、部署过程中面临众多挑战 • C4ISR系统实物测试可操作性差 • 节点较少，无法满足节点数目要求 • 测试场景(无线环境、地形、移动、干扰、侵入)不易控制 • 代价高昂，周期长，失败率高，不易进行重复实验 • 只适用于实时推演，无法进行超实时演示 • 解决手段：半实物仿真技术（实物节点+虚拟网络） • C4net平台

  5. C4net示意图 虚拟网络 真实视频 信源节点 真实音频目标节点 干扰机 真实视频目标节点 真实音频目标节点 真实节点

  6. C4net关键特点 • 支持基于IP的现有网络及下一代网络，如GIG，FCS • 支持接入任何IP节点 • 重点支持移动节点 • 模拟仿真大规模以至超大规模 (large scale) • FCS战术战役支持需4位数的节点 • GIG支持需5位数甚至6位数的节点 • 模拟仿真最高保真（with highest fidelity) • 所有IP包以全真形式发送，无抽象统计模型 • 无线传输仿真基于标准：信号衰减、干扰、地形建模等等 • 支持实时实物接入 (super real-time human-in-the-loop) • 客户可以在虚拟网络中预演真实客户端应用 • 支持接入第三方软件 (software federate)

  7. 并行处理扩大仿真规模 7

  8. 并行处理扩大仿真规模 仿 真 时 间 处 理 器 个 数

  9. Application: CBR, VBR, FTP, HTTP, Telnet, Traffic-Gen Transport: UDP, TCP (Lite, Reno, New Reno, SACK, Tahoe), dump Queuing & Scheduling: FIFO, CBQ, RED, RIO, SCFQ, Strict Priority, WFQ, WRR… Network: IPv4, IPv6, IPSec, ICMP, ARP… MAC: 802.3, Wired & wireless point-to-point, Satellite Developer(开发库) 802.11 PHY/MAC: a, b, g, e (EDCA & HCCA) Propagation: Two-Ray, Free Space, ITM Fading: Rayleigh, Ricean, High-Speed Modulation: BPSK+T, CCK, DPSK, DQPSK,GMSK,QAM+C Mobility: Random Waypoint, Group, Pedestrian, Trace Routing: Ad-hoc (AODV, DSR, DYMO, Fisheye, OLSR, ZRP…) Wireless(无线库) Multimedia & Enterprise(多媒体及企业库) Application: VOIP (H.225, H.323, SIP) QoS: DiffServ, MPLS, Per-Hop-Behavior Routing: BGP, OSPF, QOSPF, Route Map, MOSPF, PIM, DVMRP Others: RTP, RTCP, GARP, GVRP, VLAN, Spanning Tree 模型库实现高保真

  10. Propagation (无线电传播库） Urban: COST231-Hata, Cost231-Walfish-Ikegami, Lee’s Street Microcell ALE/ASAPS TIREM Cellular(移动电话库) Military(军用网络库) Abstract Cellular, GSM, User Behavior Models Link 16 IP Network Emulation (IPNE), HLA/DIS Real-time Interfaces(外挂接口库) IEEE 802.16 and 802.16e: PHY & MAC Advanced Wireless(WiMAX库) Adversary/threat model: wormhole disruption, eavesdropperConfidentiality & anonymity: HAIPE, IPSEC, 802.11 WEP/CCMP, Secure routingIntegrity: HAIPE, IPSEC, 802.11 WEP/CCMPAuthentication, trust management and key management: Certification in WPKI, etc. ISAKMP authentication and key management, Secure neighbor authentication Network Security(网络安全库) 模型库实现高保真

  11. 高保真实例 • 图片数据通过仿真系统到达目标端与环境（无线环境、地形、移动、干扰）相关 虚拟信源节点 a) 非移动，乡村环境 原始图片 虚拟目标节点 b) 移动，都市环境

  12. 实物接入模式

  13. 实物接入构建真实虚拟混合网络

  14. C4net演示 • 演示1:C4net的输出及数据分析 • 图形化界面，定量分析 • Ad-hoc,GSM • 演示2：网络重组复现aodv.mpeg • 复现真实ad-hoc网络重构、路由更新过程 • 演示3：美军标Link16，danlink.mpeg • 广播模式，无中控节点

  15. 实验室演示验证平台 虚拟网络2 虚拟网络1 异构网络环境 虚拟指挥车 虚拟指挥中心 虚拟指挥车 真实指挥车 虚拟终端 真实节点 + 实物接口 服务器2+实物接口 服务器1+实物接口 真实终端 真实指挥中心

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