仿真设计平台性能评估软件设计说明书

仿真设计平台性能评估软件

设计说明书

1范围

1.1标识

1.1.1标识号

版本2. 0。

1.1.2标题

《仿真设计平台性能评估软件设计说明书》。

1.1.3适用范围

本文档适用于在Windows系统上的仿真设计平台性能评估软件设计。1.2系统概述

1.2.1适用系统

Windows XP及更高版本（32位，兼容64位）；

CPU：2.4GHz双核以上；

内存：2G以上；

网卡：有线/无线网卡；

1.2.2软件用途

本软件用于Windows系统上进行通信协议的仿真设计与性能评估；软件的输出可作为研发空间通信协议的技术参考。

1.2.3项目概述

项目名称：仿真设计平台性能评估软件项目。

项目开发方：北京优诺信创科技有限公司（简称：优诺科技）。

项目时间：2011年8月至11月。

项目范围：在Windows系统上实现通信协议仿真设计与性能评估。

1.3文档概述

本文档描述了仿真设计平台性能评估软件的界面与功能设计，包括：

2引用文档

[1]《仿真设计平台性能评估软件需求分析》，优诺科技。

[2]《仿真设计平台性能评估软件技术协议》，优诺科技。

[3]《仿真设计平台性能评估软件开发计划》，优诺科技。

[4]Proximity-1 Space Link Protocol - Data Link Layer. Recommendation for Space

Data System Standard, CCSDS 211.0-B-4. Blue Book. July 2006.

[5]Proximity-1 Space Link Protocol - Physical Layer. Recommendation for Space Data

System Standard, CCSDS 211.1-B-3. Blue Book. March 2006.

[6]Proximity-1 Space Link Protocol - Coding and Synchronization Sublayer.

Recommendation for Space Data System Standards, CCSDS 211.2-B-1. Blue Book.

April 2003.

[7]Proximity-1 Space Link Protocol - Rationale, Architecture, and Scenarios. Report

Concerning Space Data System Standards, CCSDS 210.0-G-1. Green Book. August 2007.

3技术指标与设计原则

3.1技术指标要求

本软件模块之间使用统一开放的接口进行相互合作，完成各自的功能。同时，软件系统设计还满足以下技术要求：

3.1.1通用性

软件具备通用性、灵活性和可扩展性，软件设计尽可能采用先进成熟的技术，且符合国军标，符合国际开放标准。

3.1.2可靠性

软件设计要保证信息的安全性和准确性，保证分系统数据的可靠性和一致性。

3.1.3统一性

软件设计要注重在接口统一、使用简单、逻辑清晰、用户界面美观大方等方面的规范性。

3.1.4可扩展性

同时根据软件功能的特性，使用通用的设计方式，保证数据模型的通用性和可扩展性。

3.1.5内聚性

组件模块的功能性设计要求满足松耦合、高内聚，接口透明和标准的原则。

3.2设计原则

为了满足技术指标，形成以下基本原则：接口设计原则、界面设计原则、代码设计原则。

3.2.1接口设计原则

采用良好的接口设计，保证界面和功能库之间能够相对独立运行，特别是功能库的接口需要简单明了，便于和其他界面进行交互。

3.2.2界面设计原则

遵循雅观、大方的设计原则，提供良好的用户操作界面，使用简单，功能操作清晰明了。

3.2.3代码设计原则

使用C++语言进行软件的开发，代码编写规整，对每个函数的用法都有注释，采用模块化设计理念，各个功能模块之间具有低耦合性，部分模块能脱离界面单独运行。

4.1 概述

通信设备的效能检测，往往需要一个客观的评估系统，对两端的双向数据进行匹配，计算出通信的参数和效率，达到对结果的分析呈现和效能优化的目的。

仿真设计平台性能评估软件主要用于配置和控制通信节点的应用场景，检测通信信道在不同网络环境下的端到端延迟、延迟抖动、吞吐量、丢包率等项目，记录和分析网络数据和传输质量，并提供阈值告警的功能，从而提供全面的效能分析和优化建议。

4.2 系统设计

主要包含数据分析、图表显示模块，及实现系统的通信模块一致性接口，和协同节点的数据采集模块接口，如下图：

数据分析模块

通信模块

图表显示模块

数据采集模块数据采集模块

显示

显示通信节点通信节点通信节点

通信节点

图 41 软件系统结构

图42 软件界面设计

仿真设计平台性能评估软件界面由标题栏、菜单栏、状态栏、项目窗口、属性窗口和主窗口（包含多个子窗口）组成。

4.3.1标题栏

图43 标题栏

标题栏提供主按钮和标题。

4.3.2菜单栏

图44 菜单栏

菜单栏包括操作子菜单、录制与回放子菜单、视图子菜单、窗口子菜单。

操作子菜单提供任务的启动、暂停和停止操作功能；

录制与回放子菜单提供开始录制、停止录制、打开回放文件、开始回放、暂

停回放、停止回放功能；

视图子菜单提供项目窗口、属性窗口和状态栏的开关；

窗口子菜单提供子窗口的层叠、平铺、排列图标和管理窗口功能，其中管理窗口弹出对话框提供更丰富的子菜单管理功能。

图45 管理子窗口

4.3.3状态栏

图46 状态栏

状态栏显示当前通信节点的连接情况等信息。

4.3.4项目窗口

图47 项目窗口

项目窗口用于管理性能评估项目，包括但不限于端到端延迟、延迟抖动、吞吐量、丢包率等子项。

所有评估项目在窗口中以树状图方式显示，根节点为“评估项目”，一级子节点为各子项的名称，暂未设计更下层的子节点。

双击评估子项可打开对应的子窗口，显示图表。

右键单击子项可打开右键菜单，对子项进行相应的配置和管理操作。

4.3.5属性窗口

图48 属性窗口

属性窗口显示评估子项的名称和属性，并提供编辑的功能。若改变其中的属性值，子窗口的显示将实时更新。

端到端延迟子项的属性有背景色、线条色、平滑度、统计区间、告警值、刷新间隔；

延迟抖动子项的属性有背景色、线条色、统计区间、告警值上限、告警值下限、刷新间隔；

吞吐量子项的属性有背景色、线条色、统计区间、时间单元、刷新间隔；

丢包率子项的属性有背景色、线条色、平滑度、统计区间、时间单元、告警值、刷新间隔。

4.3.6主窗口区

图49 主窗口区

主窗口区显示各评估子项对应的子窗口，即端到端延迟子窗口、延迟抖动子窗口、吞吐量子窗口、丢包率子窗口。

4.3.6.1端到端延迟子窗口

图410 端到端延迟子窗口

端到端延迟子窗口显示端到端延迟的二维曲线。

横坐标为时间区间，默认为100秒；

纵坐标为通信端到端延迟，单位为微秒。

其中，在右上角处显示当前的端到端延迟值；在告警值处显示水平线，将位于线上的曲线区域高亮为红色，标识端到端延迟超过告警值的部分。

4.3.6.2延迟抖动子窗口

图411 延迟抖动子窗口

延迟抖动子窗口显示延迟抖动的二维曲线。

横坐标为时间区间，默认为100秒；

纵坐标为通信延迟，单位为微秒。

其中，在右上角处显示当前的延迟值；在告警值处显示水平线，将位于线外的曲线区域高亮为红色，标识延迟抖动超过告警值的部分；另外，在平均值处显示水平线，标识告警值上下限的中间值。

4.3.6.3吞吐量子窗口

图412 吞吐量子窗口

吞吐量子窗口显示吞吐量的二维曲线。

横坐标为时间区间，实时滚动；

纵坐标为吞吐量，单位为比特每秒。

其中，在右上角处显示当前的吞吐量值。

4.3.6.4丢包率子窗口

图413 丢包率子窗口

丢包率子窗口显示丢包率的二维曲线。

横坐标为时间区间，实时滚动；

纵坐标为对数坐标的丢包率，单位为百分比。

其中，在右上角处显示当前的丢包率值；在告警值处显示水平线，将位于线外的曲线区域高亮为红色，标识丢包率超过告警值的部分。

4.4功能设计

4.4.1概述

软件完成对通信系统的数据分析、效能评估演示等功能。

数据分析模块完成来自通信节点的数据包分析，主要进行收发数据包的匹配，计算出双方的端到端延迟、延迟抖动、吞吐量、丢包率等项目，维护接收到的数据和统计结果，并将统计结果交给图表显示模块；

图表显示模块完成对数据分析结果的展示，通过多样化的图表形式呈现，如曲线图、色阶图、柱状图、饼状图等，从而辅助效能优化分析；

另外，数据采集模块位于通信节点端，实现了一致的数据接口，负责采集数据和进行预定义的封装，并调用通信接口发送，完成数据分析模块的输入。

4.4.2网络连接功能

软件接入需要进行性能评估的通信网络，通信的两端需实现性能评估软件所要求的连接接口。

5主要技术要求：

评估项目包括但不限于：

端到端延迟（Delay）：接收端和发送端数据包的延迟，提供可配置的统计区间和告警值；

延迟抖动（Jitter）：端到端延迟对区间内平均值的抖动，提供可配置的统计区间和告警值上下限；

吞吐量（Throughput）：单位时间内成功收发的数据速率，提供可配置的统计区间和时间单元；

丢包率（Loss Ratio）：一定时间内未成功接收的数据包比例，提供可配置的统计区间、时间单元和告警值。

6软件质量控制

6.1准确把握需求分析

为了保证软件满足需求，准确把握需求分析，制定如下质量保证计划：

1) 产品质量保证

按照项目管理规范开发活动，保证所有开发活动处于受控状态。项目设立独立的项目管理的专员，在每个阶段对开发和文档进行审计活动，保证了符合项目管理的流程得到切实的执行。

2) 过程质量保证

在项目管理方面，会定期审查项目进度，保证按照计划进行，对需求分析、概要设计、详细设计的审计将以书面的形式进行提交；在项目实施方面，会组织项目开发人员进行培训，把控代码的质量，定期对代码进行内部讨论，安排人员对系统进行相关测试。

6.2软件测试方案与计划

根据开发规划和项目进度要求，指定如下测试计划：

1) 进行各个功能模块的测试，保证功能模块的完整性。

2) 进行两大模块之间的集成测试，保证模块之间的协作性良好。

3) 进行用例测试，主要是保证软件的健壮性。

4) 进行系统集成测试，保证软件具有良好的平台支持性。