The High Level Architecture (HLA) is the IEEE 1516 standard for interoperation between heterogeneous simulators which are developed with different languages and platforms. Run-Time Infrastructure (RTI) is software which implements the HLA Interface Specification. The interoperation is a special case of distributed simulation. While distributed simulation is generally designed to gain speed-up by mapping one model into a set of computational nodes, interoperation focuses on how to interconnect existing stand-alone simulators. Interoperation between simulators requires two functions: data exchange and each simulator’s logical time advance.
The time management service consists of two principal components. First, the time stamp ordered (TSO) message delivery service guarantees that successive messages delivered to each federate have non-decreasing time stamps. Second, the time management service manages simulation time advances of each federate.
The thesis proposes modular design of a time management module for HLA/RTI. The time management module consists of two sub-modules: 1) a TIME module which supports the HLA I/F specification, 2) a Lower Bound Time Stamp (LBTS) module which manages LBTS computation. The two modules enhance modifiability and maintainability of the time management module within RTI software through modular design with explicit interfaces of their own.
The thesis proposes a LBTS computation algorithm for HLA/RTI which is adapted Mattern's GVT algorithm proposed for optimistic distributed simulation. The difference between the two is whether they support Best-Effort transportation specified HLA. The proposed LBTS algorithm supports dynamic join and resign of federate which is not supported in Mattern's GVT algorithm.
The thesis verifies correctness of an implementation of the proposed time management module against HLA Interface Specification and measures its performance experimentally. Experimental result shows that performance of our implementation is satisfied with requirement for real-time war game interoperation simulation.
The proposed design is expected to enhance reusability, modifiability, and maintenance of the time management module. The performance improvement of the proposed module should be considered in future work.
HLA는 이기종 시뮬레이터들 사이의 연동을 위한 규격으로 IEEE 1516 표준이다. RTI는 HLA 인터페이스를 구현한 소프트웨어이다. 연동은 분산 시뮬레이션의 특이한 범주로서, 분산 시뮬레이션이 일반적으로 하나의 모델을 쪼개어 분산 환경에 매핑하여 시뮬레이션 함으로써 속도 향상을 꾀하고자 하는 반면, 연동은 기존의 시뮬레이터들을 재사용하여 시뮬레이션함에 그 목적이 있다. 이러한 연동에는 데이터 교환과 시간 진행이라는 두 가지 기능을 필요로 한다. 이 중 시간 관리 서비스는 TSO 메시지를 전달함에 있어 time-stamp 순서로 전달될 수 있도록 해주며, 각 시뮬레이터들의 시간 진행을 관리하고 있다.
본 논문은 HLA/RTI의 시간 관리 모듈을 모듈러하게 설계하는 방안을 제시한다. 시간 관리 모듈은 다음과 같은 두 개의 세부 부 모듈로 이루어져 있다. HLA 인터페이스을 서비스하기 위한 TIME 모듈과 LBTS 계산을 관리하는 LBTS 모듈로 이루어져 있다. 이렇게 두 개의 세부 부 모듈로 모듈러하게 설계함으로써 수정 용이성과 유지보수에 있어서 이점을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 HLA/RTI에 적용하기 위하여 Mattern의 알고리즘을 변형한 LBTS 알고리즘을 제안한다. 이 두 알고리즘의 차이점은 HLA에서 명세하고 있는 전송 방식 중 Best-Effort 방식을 지원하느냐 하지 않느냐이다. 그리고 제안한 알고리즘은 계산 도중에 참가하거나 탈퇴하는 페더레이트에 대해서도 처리할 수 있도록 하고 있다.
본 논문은 제안한 시간 관리 모듈이 HLA 명세대로 정확하게 동작하는 지를 검증하고 성능을 살펴본다. 실험 결과는 연동 시뮬레이션의 대표적인 예인 실시간 훈련용 워게임 시뮬레이션의 요구사항을 만족하고 있음을 보여준다. 본 논문에서 제안한 설계 방안은 시간 관리 모듈의 재사용성, 수정 용이성, 유지보수성에 대한 이점을 얻을 수 있다. 그리고 성능 향상은 추후 과제로 남아 있다.
