Parametric message passing-based relative navigation in joint tactical information distribution system

Relative navigation is a key feature in the joint tactical information distribution system（JTIDS）.A parametric message passing algorithm based on factor graph is proposed to perform relative navigation in JTIDS.First of all,the joint posterior distribution of all the terminals＇ positions is represented by factor graph.Because of the nonlinearity between the positions and time-of-arrival（TOA） measurement,messages cannot be obtained in closed forms by directly using the sum-product algorithm on factor graph.To this end,the Euclidean norm is approximated by Taylor expansion.Then,all the messages on the factor graph can be derived in Gaussian forms,which enables the terminals to transmit means and covariances.Finally,the impact of major error sources on the navigation performance are evaluated by Monte Carlo simulations,e.g.,range measurement noise,priors of position uncertainty and velocity noise.Results show that the proposed algorithm outperforms the extended Kalman filter and cooperative extended Kalman filter in both static and mobile scenarios of the JTIDS.

非正交跳频层叠网中JTIDS波形性能仿真及改善

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)作为Link16的通信载体为多军种协同作战提供服务。当前,高精尖武器装备的数量激增,进而JTIDS终端增多,导致非正交跳频层叠网间的邻频干扰和同频干扰发生的概率很大。基于此,分析了改用高斯最小频移键控(Gaussian Minimum Shift Keying,GMSK)调制后,JTIDS的频谱特征。同时,仿真分析了改进系统对于互干扰和同频干扰的健壮程度。仿真结果表明,在邻频干扰和同频干扰下,JTIDS误码率显著提高,使用复杂度更高的GMSK解调的JTIDS性能比原系统更好。

JTIDS网络建模与仿真平台设计

基于对JTIDS网络的研究,建立了符合OSI分层标准的端机模型和毁伤加载节点模型,仿真平台实现了基本网络功能,并重点解决了功能端机退出带来的网络拓朴结构变化问题和链路仿真和网络仿真跨平台间的接口问题。针对不同设置,仿真实验将获得各种情况下的网络和端机性能指标,有效地指导了网络设计和优化。

JTIDS数据链在部分频带干扰下的性能分析

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,简称JTIDS)采用组合调制体制和多层编码体系保证报文传输的可靠性。分析了JTIDS数据链在莱斯衰落信道环境下的抗干扰性能,并通过仿真分析了该系统在部分频带干扰下的符号误码率和报文丢失率。仿真结果显示,由于JTIDS系统将RS编码、交织等多种编码技术和DS/FFH MSK调制技术相结合,使其在复杂信道环境下保持较低的符号误码率及报文丢失率,满足数据链报文传输可靠性的要求。

JTIDS系统仿真与性能分析

JTIDS是美国C3I系统的重要组成部分 ,具有很强的抗随机噪声和人为干扰的能力。我周边地区已装配该系统 ,故研究该系统的性能以及干扰方式迫在眉睫。该文简要说明了JTIDS的工作方式 ,从JTIDS系统的数据模型入手 ,完成了包括RS编码、交织编码、软扩频、MSK调制、跳频、跳时在内的整个JTIDS系统仿真。通过蒙特卡罗仿真分别得到了该系统在不同噪声环境下的误码率图 。

JTIDS相对导航性能分析和仿真

介绍了JTIDS相对导航的原理,研究了相对导航卡尔曼滤波算法和导航的源选择算法。分析了JTIDS相对导航的误差源,在TDMA消息分发机制中,编写了JTIDS相对导航模块并且进行了仿真,仿真结果体现了几种导航误差源的特性,为发展集成通信和导航系统提供了参考。

衰落信道下JTIDS系统的误码性能研究及仿真

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)是美军C4ISR系统的核心组成部分。它采用RS编码、循环码移键控调制(Cyclic Code-Shift Keying,CCSK)、跳频MSK波形调制等相结合的技术体制。通过对该技术体制进行研究,分析了JTIDS数据链采用相干解调方式在莱斯衰落信道环境下传输性能,研究并得出了JTIDS系统在莱斯衰落信道下的报文符号错误概率,并应用Matlab仿真工具对JTIDS系统进行了链路级仿真;仿真结果符合JTIDS性能特性,验证了理论分析的正确性。为后续建立JTIDS网络仿真平台,评估JTIDS系统通信网络性能提供了理论依据。

基于几何位置的JTIDS定位误差建模与分析

JTIDS中信息源与用户的相对几何位置对定位精度有较大影响,为了获得定位误差随几何位置的变化规律,从JTIDS的多点时差测距交叉定位方法出发,采用误差传递理论,研究了用户与定位源几何位置与定位误差的关系,推导出基于几何位置的JTIDS定位误差模型,并以该模型为依据分析了定位误差的变化规律,最后用误差椭圆的形式将结论进行了直观描述。仿真结果表明:所建立的模型能较好反映定位误差分布特性,所得结论为JTIDS端机工作时选择定位源提供了参考。

JTIDS传输符号产生模块的FPGA设计

根据公开的关于Link16数据链的信息标准并结合对战术数据链的具体要求,设计了一种JTIDS传输符号产生模块,该模块包含RS编码、交织、CCSK软扩频、CCSK码字加密等若干子模块。首先介绍了Link16数据链传输符号的产生原理,对其各个子处理模块进行了设计并提出了硬件实现方案,然后在Quartus Ⅱ环境下选择Cyclone Ⅱ系列的EP2C8Q208C8 FPGA芯片进行了JTIDS传输符号产生模块的系统级综合与仿真,并在该芯片的开发板上进行了验证,硬件成品可用于JTIDS终端功能测试与评估等多种场合。

JTIDS/BA/INS/GPS组合导航处理器软件设计与仿真

针对JTIDS导航定位功能在现代军事作战中存在的不足,综合考虑导航定位精度和可靠性,设计了JTIDS/BA/INS/GPS组合导航处理器软件,重点研究了JTIDS/BA/INS/GPS组合导航卡尔曼滤波算法。采用滤波器分解和观测量序贯处理技术,提高滤波定位的实时性;对于不同导航参数的校正,分别采用开环校正、闭环校正和误差估值累加校正的方式,可在保证精度的条件下简化工程实现。为评估组合导航方案,开发了JTIDS多成员组网工作仿真软件,通过仿真验证了组合导航处理器软件在组网工作中的稳定性,以及JTIDS/BA/INS/GPS组合导航滤波算法的有效性。

JTIDS系统抗干扰性能分析

联合战术信息分发系统（joint tactical information distributionsystem,JTIDS）是集通信、导航和指挥于一体的战术C3I（command,control,communication and intelligence）系统。通过建立JTIDS信息传输模型,从分析系统误码率入手,主要研究了干扰情况下采用R-S编码对系统抗干扰性能的影响。通过仿真得出多频点干扰情况下有无R-S编码的误比特率曲线图,仿真结果验证了理论分析的正确性。

JTIDS消息字还原模块的FPGA设计

根据公开的关于Link16数据链的信息标准并结合我军对战术数据链的具体要求,设计了一种JTIDS终端消息字还原模块,该模块包含CCSK码字解密,CCSK译码,解交织,RS译码等一系列基带数据处理过程。首先介绍了Link16数据链消息字还原模块的原理,对其各个子处理模块进行了设计并提出了硬件实现方案,然后在Quartus II环境下选择Cyclone II系列的EP2C8Q208C8 FPGA芯片进行了JTIDS消息字还原模块的系统级综合与仿真,并在该芯片的开发板上进行了验证,硬件成品可用于JTIDS终端功能测试与评估等多种场合。

JTIDS信号宽带接收方法及其FPGA实现

为了实现对联合战术信息分发系统(JTIDS)信号的宽带接收,设计了一种基于多相滤波器的信道化接收方法。该方法通过对JTIDS的模拟信道和数字信道进行合理划分,将宽带接收转化为多个窄带接收,然后再结合多相滤波器进行跳频频点检测,以实现全概率的JTIDS信号宽带接收。给出了此信道化接收模型的现场可编程门阵列(FPGA)实现方案,并对仿真和硬件测试结果进行对比分析。仿真与FPGA测试结果表明,该接收模型可以精确实时地接收JTIDS宽带信号。

JTIDS数据链系统防护性能分析

联合战术信息分发系统(Joint tactical information Distribution System)作为现阶段乃至未来复杂电磁环境下战场主要的信息分发系统,在战争中将会起到决定性支撑作用,主要体现在系统信息传输性能强大、作战组网灵活及通信组网稳固三个方面;同时在战争中也将会成为敌方干扰和攻击的首要目标,因此分析其防护性能对提高系统信息传输性能,进而更好发挥数据链作战支撑作用具有重要意义。

对JTIDS战术数据链的干扰研究

联合战术信息分发系统(JTIDS)是一种大容量、保密、抗干扰、时分多址的信息分发系统,具有通信、导航和识别能力。对它实施有效的干扰可以降低其整体作战性能,从而压制对方,为保护自己和进行有效反击提供保障。介绍了JTIDS系统的特点及关键技术,分析了几种典型的通信干扰技术,最后得出对JTIDS的干扰可通过对其同步段实施多频点阻塞式干扰进行,并对其干扰成功概率进行了仿真。

基于随机接入的JTIDS抗毁性动态接入算法

基于随机理论提出了一种能够适应JTIDS的节点数动态变化的随机接入算法.基于随机理论,分析和比较了竞争接入算法和随机接入算法的抗毁性能,并进行了理论验证;基于OPNET建立了竞争接入算法和随机接入算法的仿真模型,通过仿真验证理论分析的合理性.对随机接入算法的抗毁性能进行了仿真,仿真结果表明,算法能够在不增加额外控制信息的情况下,动态地适应战场环境下网络拓扑结构的变化,提高了接入的可靠性,同时保证了时效性.

JTIDS的误码率性能分析

介绍了联合战术信息分配系统（JTIDS）战术数据链的信号流程,分析了JTIDS中循环码移位键控（CCSK）扩频、RS纠错编译码和最小频移键控（MSK）调制解调技术,研究了CCSK和RS编码在高斯白噪声环境下的抗干扰性能,建立了JTIDS性能分析模型,并使用MATLAB进行了仿真,仿真结果验证了采用CCSK扩频和RS编码能有效地提高JTIDS的抗干扰能力。

UWB对JTIDS二类端机的干扰研究

美军的联合战术分发系统(JTIDS)是目前为多国所使用的具有强抗干扰性能的相对导航系统。通过深入分析UWB技术与JTIDS的特点,提出了UWB干扰条件下JTIDS二类端机的性能衰减模型,并通过仿真分析了各具体因素的影响,为现存无线电设备同UWB发射源的电磁兼容性研究提供了参考。

交织/解交织技术在JTIDS系统中的应用

为了抗JTIDS系统通信过程中的突发性干扰,基于JTIDS的特征研究了4种交织/解交织技术,给出了抗干扰模型.运用Simulink建立系统的链路仿真平台,在高斯白噪声干扰方式下进行抗干扰性能仿真.通过分析4种交织/解交织技术下的误码率,得出矩阵交织和通用块交织对抗突发性干扰具有较好的效果.

JTIDS信号的高效信道化接收及检测方法

根据联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)信号的特点,提出一种基于多相滤波的JTIDS信号接收方法。该接收模型具有全概率接收JTIDS信号的特点,而且所需计算复杂度低。在信号接收后,通过能量检测对输出信号进行脉冲宽度检测,判断信号是否为JTIDS信号。仿真结果表明该方法在信噪比为正时具有较好的性能。