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龙图腾网获悉南京大学申请的专利一种超大规模低轨卫星网络的高效并行仿真方法与系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119996223B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510060657.5，技术领域涉及：H04L41/14；该发明授权一种超大规模低轨卫星网络的高效并行仿真方法与系统是由周海波;裴天一;刘晓宇;曾俊凯设计研发完成，并于2025-01-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超大规模低轨卫星网络的高效并行仿真方法与系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种超大规模低轨卫星网络的高效并行仿真方法与系统，旨在进行高效并行仿真同时能够模拟低轨卫星网络动态性特征。本发明可在有多个CPU的计算集群内自动化进行仿真进程的拓扑分区、拓扑构造与并行仿真；同时，本发明提出的一种卫星网络拓扑划分机制，能够快速将网络拓扑划分到多个仿真进程，降低进程间同步开销，提升并行仿真效率；以及提出的一种面向卫星动态网络的保守同步机制，能够确保多个仿真进程之间的拓扑一致性，确保因果性，推进并行仿真正确运行。

本发明授权一种超大规模低轨卫星网络的高效并行仿真方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种超大规模低轨卫星网络的高效并行仿真方法，其特征在于，包括以下步骤： 1根据用户输入的配置信息，包括拓扑配置、流量模型和基本仿真配置，将仿真时间分为若干个时隙，预测各个时隙卫星网络的动态变化信息，包括拓扑结构及链路延迟和星地链路切换情况； 2根据拓扑预测信息与指定的仿真进程数量，将低轨卫星网络拓扑划分到指定数量仿真进程中，实现仿真任务在仿真进程间的负载均衡； 3仿真进程根据仿真进程拓扑划分信息与网络拓扑预测文件，进行卫星网络下多仿真进程的拓扑构造； 4仿真进程基于时隙更新的卫星网络动态场景下并行保守同步算法，推进仿真正确运行，保证各仿真进程拓扑一致性，并且仿真事件执行顺序符合因果性顺序； 步骤1中具体包括以下步骤： 1-1生成包括卫星的轨道参数文件，用于计算卫星在预设时间的轨道位置和运动状态，预测仿真初始时刻的网络拓扑，卫星间链路连接信息文件以及星地间链路连接信息文件； 1-2根据时隙值与仿真时长，使用通用的轨道力学模型预测每个时隙内的星地链路变化信息以及星间链路连接变化信息，补充到对应文件； 步骤2中将低轨卫星网络拓扑划分到指定数量仿真进程中，具体包括以下步骤： 2-1将存在同轨道内链路的卫星按照卫星节点编号从小到大顺序划分为二元节点对集合，每个卫星最多属于一个二元节点对集合；对于每个地面站，将其划分至仿真时间内最长星地间链路连接时间所在的卫星的集合； 2-2将所有集合按照集合内节点数量从大到小排序；对于每个集合，将其划分至仿真进程内节点数量最少的仿真进程并更新当前划分的仿真进程中的节点数量，直至所有集合被划分完毕； 2-3对于未被划分仿真进程的节点，将其划分至仿真进程内节点数量最少的仿真进程，更新当前划分的仿真进程中的节点数量，直至所有节点被划分完毕； 步骤3中卫星网络下多仿真进程的拓扑构造，具体包括以下步骤： 3-1仿真进程安装整个网络拓扑的节点与链路，根据网络节点所属网络拓扑划分信息与仿真进程编号判断该节点为此进程内实节点或虚节点；星间链路与星地链路基于P2P链路模型进行建模，若链路的两端节点分属不同的仿真进程，则在链路的两端信道接口上添加MPI消息收发接口，并设定进程间信息传递事件通过MPI消息收发接口触发； 3-2仿真进程安装协议栈与应用，对于实节点安装仿真所需的全部协议与应用，对于虚节点仅安装IP协议；各仿真进程采用同一方案对于所有节点接口进行IP地址分配，并保证所有仿真进程内节点编号、接口编号、IP地址的一致性； 3-3各仿真进程设定周期性拓扑更新事件，包括链路间信道延迟更新，星地链路连接切换事件，事件第一次触发时间为拓扑动态变化时隙值，事件发生周期为拓扑动态变化时隙值； 3-4各仿真进程的仿真统计模块负责统计本仿真进程内实节点在仿真过程内产生的日志信息，每个仿真进程形成单独的数据统计文件； 步骤4中基于时隙更新的卫星网络动态场景下并行保守同步算法，具体包括以下步骤： 4-1仿真进程计算可并行仿真时间，各个仿真进程并行执行内部事件队列中时间戳小于等于此时间的所有事件： ； 其中为授予时间，各个仿真进程并行执行所有小于等于此时间戳的事件；为仿真中下一次更新拓扑信息的时间，为各仿真进程的下一事件时间戳中的最小值，为跨越各仿真进程间链路的最小信道延迟； 4-2仿真进程执行事件戳为拓扑更新事件时刻，仿真进程执行完所有拓扑更新事件，更新值与值，保证仿真进程执行顺序符合因果性，之后进入同步状态： ； 其中为拓扑动态变化时隙值，为当前需更新后的值，为执行拓扑更新事件前的各仿真进程间链路的最小信道延迟，为执行完拓扑更新事件后新计算的各仿真进程间链路的最小信道延迟； 4-3仿真进程下一个事件时间戳大于或本地事件队列执行完毕，进入等待与同步过程；在此过程内仿真进程通过MPI消息接口传递进程间数据包发送与接收消息，当所有仿真进程同步消息发送与接收完毕，重新计算，确认下一次可并行执行的授予时间； 4-4各个仿真进程按照上述并行运行阶段的授予时间方式推动并行仿真进行，并通过拓扑更新时刻更新机制以及等待与同步机制维护各仿真进程内的拓扑一致性以及因果性；当所有仿真进程的事件队列执行完毕则退出并行仿真，仿真执行完毕； 4-5汇总各个仿真进程形成的数据统计文件，得到总数据统计文件。

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