一种新的多链路轮询方案(英文)

为了改善无人机数据链(unmanned aerial vehicle data link,UAV-DL)的吞吐量和平均时延,结合UAV的Markov飞行状态、Gilbert-Elliot信道模型和不同分组网络的优先级,提出了一种基于Gilbert-Elliot信道的UAV数据链多链路轮询策略。该策略以链路信道状态和不同分组网络的优先级为轮询的最优目标,首先,依据轮询的最优目标完成信息的传输,然后,依据排队过程的概率母函数和基本的排队原理分析了UAV数据链多链路轮询机制的性能。最后通过Opnet仿真了该策略组网条件下的平均时延和吞吐量,结果表明:与其典型的两种轮询方式相比,该方案的平均时延削减了至少30%,组网的吞吐量增加了1.3倍。

UAV数据链抗干扰的关键技术研究综述

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)数据链抗干扰功能的增强是UAV实现战时信息资源共享的核心目标。在分析现有无人机数据链研究现状的基础上,重点综述了UAV数据链抗干扰功能的两类方案:一是在单链路方面,对现有UAV数据链的信道编/解码技术作了比较,并对其他抗干扰现状进行了研究;二是多链路方面,对多链路组网的抗干扰技术进行了深入分析,综述了协同通信在多链路UAV数据链中的应用。抗干扰关键技术的综述为下一代UAV数据链的研发提供一定的理论与技术基础。

地空数据链中的时隙分配算法

时隙分配技术是地空数据链中的一项关键技术,通过它可以提高系统的通信效率。本文针对地空数据链的特点,提出了一种新的时隙分配算法——二叉树块内均分法,以提高移动用户时隙分配的有效性。该算法具有方便的管理模式、良好的时隙间隔均匀性、简单的时隙表示形式等优点。

一种区分优先级自适应抖动的媒质接入控制协议

针对军事航空通信系统中随机接入类协议不支持多优先级且在重负载时传输性能急剧恶化问题,提出一种区分优先级自适应抖动的多信道媒质接入控制(MAC)协议PAJ_MAC。协议基于随机接入机制,采用为各个优先级设置不同最大抖动阶段的方法来区分各优先级业务的QoS,通过估计信道忙闲程度并根据估计值调节抖动阶段转移概率自适应因子,使协议具备业务负载自适应能力。分别建立了分组等待阶段发送缓冲区的M/G/1/K排队模型、信道接入阶段抖动状态的二维马尔科夫链模型和传播阶段的突发包碰撞模型,得到了协议各项性能指标的理论表达式,并通过编程求出了自适应因子在保证最高优先级可靠性需求下随业务负载变化的最优解。仿真表明,该协议支持多优先级业务,并始终保证最高优先级业务的低时延(端到端时延<10ms)、高可靠(成功传输概率≥95%)传输以及系统吞吐量的稳定。

基于Otsu准则的TDCS自适应判决门限算法

提出了一种基于Otsu准则的TDCS自适应门限选择方案,该方法首先对信道感知的频谱幅值进行灰度映射,然后利用Otsu准则将频谱灰度分为背景噪声和干扰2类,同时确定出最佳的分类阈值作为TDCS剔除干扰的判决门限。该方法能够根据对信道的感知结果动态地搜索最佳判决门限,具有很强的自适应能力。仿真结果表明:文中所提方法在信道背景噪声变化时表现出比传统方法优异的性能,尤其是当背景噪声升高到一定程度时,传统固定门限值方法的通信系统将不能正常工作,而文中所提方法还具有良好的通信性能。

仪表着陆系统建模与仿真

对仪表着陆系统的飞行检验仿真研究具有较大意义。根据现役仪表着陆系统的工作原理建立系统的地面信标、天线及机载接收设备的数学模型,利用通信系统仿真软件SystemView实现了理想信道环境下仪表着陆系统的仿真,分析了该仿真方案的缺陷。为飞行检验仿真的后期研究工作提供较有价值的参考。

用Simulink对仪表着陆系统航向信标建模与仿真

根据现役仪表着陆系统的工作原理建立系统的地面信标、航向信标天线的数学模型,利用Matlab软件动态仿真工具Simulink实现了理想信道环境下仪表着陆系统地面航向信标分系统的仿真。为飞行检验仿真的后期研究工作提供较有价值的参考。

多基站无源定位技术在区域定位网络中的应用

多站时差定位是一种较精确的定位方法,它通过处理三个或三个以上测量站采集的信号到达时间来对辐射源定位。文中论述了多站时差无源定位的基本原理,提出了以TDOA多基站小区无源定位系统为基础构建区域定位网络的方案。论述了时差双基无源定位的基本原理,以及小区定位系统的几何布站,地面观测站对空中平台的实时精确定位算法,同步技术,区域组网与越区切换等主要问题的实现方案。

图像的频域倒数—高斯级联低通滤波去噪方法

针对图像频域滤波中细节信息丢失的问题,提出了一种频域倒数—高斯级联低通滤波去噪方法。该方法在频域利用倒数快速收敛的性质并结合高斯低通滤波器,实现了图像的联合滤波去噪。其在有效滤除高频噪声的同时更大限度地保留了图像的细节分量,进而使处理后的图像具有较高的对比度,对于去除噪声、提高图像质量有显著的效果。仿真结果表明,在相同的有效滤波面积基础上,与传统低通滤波器、倒数—理想级联低通滤波器、倒数—巴特沃斯级联低通滤波器相比,该方法的去噪效果最佳。

一种新的TDCS基函数生成方法及性能分析

针对变换域通信系统基函数生成过程中硬判决门限难以精确设置且判决复杂度高的问题,提出了一种功率谱翻转的基函数生成方法。该方法在对电磁环境采样估计的基础上,利用环境谱翻转来构造基函数幅度谱,省去了传统门限值设置和判决的步骤,从而大大降低了通信系统的运算复杂度;另外,由于没有完全舍弃被干扰的频段,与传统的"0"、"1"硬判决相比,该方法生成的基函数频率组成更加丰富而具有更好的相关特性。仿真结果表明:功率反转的基函数生成方法可以降低系统的运算复杂度,同时提高基函数的相关性能,为TDCS的深入研究提供了新的思路。

变换域通信系统研究现状与发展

回顾了变换域通信系统(TDCS)的发展历程,介绍了TDCS的基本原理及关键技术,分析了其独特的抗干扰方式,并揭示了TDCS具有极强的抗干扰能力、较高频谱利用率和低截获概率/低检测概率(LPI/LPD)特性的特点。对目前TDCS投入实际应用存在的难点问题进行了分析和总结,最后展望了其良好的应用前景,为TDCS的深入研究指明了方向。

航空数据链系统TDMA时隙分配研究

基于TDMA组网协议的航空数据链系统是未来战术数据链发展的一个必然趋势,时隙分配技术是TDMA系统的关键。介绍了采用TDMA组网协议的航空数据链基本组成,对航空数据链系统的时隙结构进行详细分析,提出了静态和动态相结合的时隙分配算法,对TDMA数据链的建设提供一定的参考。

改进的TDCS基函数生成算法及性能分析

针对变换域通信系统在幅度谱成型采用硬判决门限算法和基于m序列的伪随机相位生成算法两方面存在的不足,提出了一种改进的变换域通信系统(tranform domain communication,TDCS)基函数生成算法。在对电磁环境估计的基础上,翻转功率谱进行免门限幅度谱成型,同时利用"注水定理"功率分配法改变调幅因子,增强了系统的抗干扰能力;使用gold序列代替传统的m序列进行伪随机相位生成,伪随机相位的随机性得到很大的提高,增大了噪声系数NFI,改善了系统的射频隐身性能。仿真结果表明,通过同时改进幅度谱和伪随机相位生成,基函数的性能得到明显的改善,使变换域通信系统具有良好的低截获/低检测特性,同时兼顾抗干扰与射频隐身能力。

STDMA数据链系统的动态时隙分配

针对典型的STDM A时隙分配方案进行了改进,实现地面主控站可根据用户的紧急或优先级高低的预约请求进行实时分配,并支持用户占用时隙块发送较长报文的需求。仿真表明,该方案改善了延时性能,适合突发应急报文的传输需要。

变换域通信系统抗干扰编码幅度谱成型算法

针对变换域通信系统收发双方电磁环境不一致、频谱失配导致有用信号能量损失和降低系统抗干扰性能的问题,提出接收端多元编码幅度谱成型算法。首先,在发送信号频谱组成未知的条件下,采用变换域技术对接收端干扰和噪声进行处理,由于干扰会在变换域能量聚焦,而噪声没有能量聚焦特性,因此变换域处理能够有效的将干扰和噪声进行分离;然后,对分离后的干扰和噪声幅度谱进行归一化处理;最后,对归一化处理的幅度谱进行多元编码,无干扰的频点幅度谱设置为1,有干扰的频点幅度谱设置为归一化幅度谱最大值与该点的差值。采用该算法生成的基函数能够有效降低有用信号能量的损失并躲避干扰。仿真结果表明,相比接收端直接生成基函数和基于类似等增益合并的算法,在信噪比为-8~8dB的条件下,多元编码幅度谱成型算法能够有效形成接收端幅度谱,基函数误差分别降低了16.2%和13.1%,提高了系统的抗干扰性能。

变换域通信系统自适应N-sigma幅度谱成型算法

针对变换域通信系统传统硬门限判决算法漏检和误检的问题,为提高系统的抗干扰性能,提出一种自适应N-sigma幅度谱成型算法。该算法通过频谱感知获得环境功率谱的幅值信息,计算环境功率谱的均值和标准差;根据正态分布相关理论,自适应设置门限。若电磁环境发生变化,均值和标准差会重新调整更新门限。仿真结果表明,相比传统的硬门限判决算法,自适应N-sigma幅度谱成型算法的门限设置更加灵活精确,降低了干扰的漏检概率和误检概率,提高了系统的抗干扰性能。

灰色层次模型战术数据链综合性能评估方法

从战术数据链的功能模型出发,考虑影响战术数据链正常功能发挥的各方面因素,基于灰色层次理论,构建了战术数据链综合性能评估指标体系,在此基础上提出了战术数据链综合性能的灰色层次模型。应用实例的过程及结果表明,评估方法简易可行,评估结论相对真实合理,对战术数据链性能评价及新功能的开发具有理论指导意义和应用价值。

基于RS-Polar编码的机载战术网络MAC协议

针对机载战术网络中节点的高速运动、大尺度稀疏分布、数据业务多样等特点,以及在时敏信息传输时高可靠、低时延的服务质量需求,提出一种基于RS-Polar编码技术的随机接入多信道媒质接入控制协议。采用RS-Polar级联的纠错编码技术、多包接收技术,使其在不采用信道预约和时隙分配的机制下仍然能够确保分组传输的实时性和可靠性,并有效提高网络吞吐量。通过建立突发包传播阶段的信道碰撞模型和接收阶段多包接收模型,理论推导了分组成功传输概率、分组端到端时延和网络吞吐量的数学表达式。仿真结果表明,该协议的分组端到端时延小于2 ms,当负载小于1 000 packet/s时,分组成功传输概率高于99%,能够有效满足机载战术网络性能需求。

通用数据链组网有效性评估的建模

根据现阶段综合信息网络的发展需求,考虑到通用数据链组网的抗干扰能力强和保密性能高等特征,结合NFE即神经网络(NN)、模糊推理(FR)、专家系统(ES)模型和层次分析法(AHP),提出了通用数据链组网有效性研究的NFE-AHP模型,并仿真验证了NFE-AHP模型对于通用数据链组网有效性评估的适用性,结果表明抗干扰度、鲁棒性、兼容能力对通用数据链组网有效性评估尤为重要,对于通用数据链组网有效性评估的工程实践具有一定的指导意义。

Link16时隙固定分配算法的时延分析

时延是数据链的重要性能指标,而时隙分配算法对其有很大影响。运用排队理论,对数据链Link16的时隙固定分配算法进行建模,主要分析了其时延特性。数值计算和仿真结果表明,固定分配算法适用于用户业务量比较稳定且时隙资源比较充足的情况,选取合适的负荷率,系统才能达到良好的性能指标。