微小型无人机通信中继的DFS算法优化

针对微小型无人机通信中继的保密安全需求,以及在复杂电磁环境下,存在的节点频率适用度差异问题,对现有的动态频率选择(DFS)算法进行了优化,提出一种基于贝叶斯估计的周期型DFS算法,文章给出了算法处理过程,并进行了理论分析及仿真实验。仿真结果表明,在复杂电磁环境下,算法可以增强微小型无人机通信中继网络的抗干扰能力,提高系统吞吐量。     

基于无人机的超宽带通信链

在无人机通信中继模型的基础上,结合无人机的特殊工作环境,构建了无人机超宽带通信链路模型,并对其性能进行了Monte—Carlo仿真。重点分析了无人机中继模型中,由于无人机间的相互运动造成的多谱勒频移对超宽带通信链路性能的影响。     

一种小型无人机的FastSLAM算法

为解决未知环境中小型无人机自主飞行问题,将SLAM算法从地面机器人的二维环境扩展到小型无人机的三维环境.首先,建立了小型无人机的SLAM算法数学模型,得到其非线性状态方程;然后,将小型无人机的SLAM问题分解成路径估计与环境地标估计两部分,分别采用粒子滤波器和扩展卡尔曼滤波器进行估计,提出了一种小型无人机的FastSLAM算法;最后,分别采用扩展卡尔曼滤波和FastSLAM算法进行仿真实验,仿真结果表明FastSLAM算法具有更好的定位精度.     

WLAN/WPAN系统中DFS算法参数对性能的影响

介绍了CIR混合动态频率选择(DFS)算法.通过对算法的性能分析,提出了算法中一些参数的优化方向.以HIPERLAN/2系统为例进行了仿真.仿真结果表明:对算法参数的合理优化可以使算法充分发挥干扰探测快、频率转换稳定等特点,能够在复杂传播环境下提高WLAN/WPAN的服务质量(QoS).参数优化后的算法可以明显地提高系统的吞吐量.     

面向无人机中继通信平台的混合网络编码算法

针对现有远距离中继通信系统吞吐率较低的问题,提出了一种面向无人机移动中继平台的混合网络编码算法。该算法综合考虑网络编码策略和空地信道状态,根据用户实时信噪比选择编码方式。根据循环往复式的无人机飞行轨迹和视距信道(LoS)条件,得出远距离用户与无人机中继平台间的信噪比和误码率;引入用户信噪比约束和无人机位置约束,根据无人机与用户间的信噪比和误码率求解出最优通信方式转换时刻;无人机中继平台在转换时刻前后分别采用三时隙网络编码方式和两时隙直传方式进行数据包的接收和发送,从而有效提高中继通信系统整体吞吐率。实验结果表明：当用户间距离为1 600 m、无人机飞行半径为600 m、飞行速度为10 m/s时,混合网络编码算法与传统三时隙移动中继通信算法相比可提升28.42%的系统总吞吐率,并降低17.8%的吞吐率平均变化率,体现出较高的通信效率和系统稳定性,具有良好的应用前景。     

电磁环境下无人机干扰雷达通信效用实验研究

为了判断电磁环境下无人机的作战能力,为提高无人机作战能力提供技术支持,对电磁环境下无人机干扰雷达通信效用进行实验研究。给出理想状态下雷达方程,在此基础上通过利用阈值判断电磁干扰中的干扰类型。对电磁环境下无人机干扰雷达通信接收机输入端信干比、干扰噪声比和信号噪声比进行计算,为雷达通信效用实验提供依据。将雷达通信抗干扰改善因子、有效抗干扰改善因子、综合测度雷达通信抗干扰能力、相对自卫距离、相对烧穿距离作为衡量雷达通信效用的指标进行实验研究。通过CPLD/FPGA完成雷达通信接口设计,利用DSP回波信号实时输出,完成实验系统设计。在实验系统中,令无人机在不同等效指标位置产生干扰,依次对雷达通信接收机的输出信号比进行记录,记录各雷达通信效用衡量指标,经多次测量降低误差。结果表明:在无人机与雷达间间隔超过100 km的情况下,雷达通信效用尚可。在无人机与雷达间间隔低于100 km(包括100 km)的情况下,雷达通信效用降低。可见电磁环境下无人机干扰会降低雷达通信效用,在一定间隔下无人机作战能力很强。     

混合决策下认知无人机网络中继选择算法

针对无人机辅助通信网络频谱效率亟待提高的问题,提出了认知无人机网络的混合决策中继选择算法,构建切换容忍和时延容忍的设计方案.通过时延信息确定候选中继簇,使其具备最佳通信条件的节点,完成数据传输,获得中断概率性能的提升,解决阴影区域链路切换可靠性过低的问题.仿真结果表明:与传统单参数决策方案相比,在不同接入策略下其中断概率分别下降30％和33％.     

电力线双向中继通信中基于估计转发和门限近似的物理层网络编码算法

编码协作技术可提高电力线远距离通信的性能。为了满足非对称电力线双向中继系统的要求,针对中继脉冲噪声,提出了一种基于中继概率密度函数的估计转发和门限近似的物理层网络编码算法。首先分析了中继信号的概率密度分布,推导了中继编码信号的均值和方差公式;接着分析了不同信道参数下中继概率密度函数的平层特性,利用门限法对多维信号进行了简化近似。最后针对提出的算法进行了算法仿真,仿真结果验证了所提算法的有效性和可靠性;并存在最优化的功率分配因子。     

通信侦察信号的盲分离

为解决复杂电磁环境下通信侦察信号的盲分离问题,以K-L散度作为信号之间独立性的测度,利用相对梯度的概念,推导了适用于通信侦察信号的等变自适应盲分离算法.仿真结果表明,该算法不仅能有效分离功率相差很大、时频域严重重叠的通信侦察信号,而且收敛速度快.     

采用深度神经网络的无人机蜂群视觉协同控制算法

针对现有基于无线通信的无人机蜂群协同控制在电磁拒止环境下无法使用的不足,提出了一种仅利用机载视觉传感器进行无人机编队的端到端控制算法。对经典YOLOv3目标检测识别网络进行了神经网络剪枝,使之适应于嵌入式系统。采用剪枝后的深度神经网络设计了无人机视觉跟随控制算法,利用深度神经网络提取目标无人机的边界框,计算该边界框与期望边界框之间的坐标误差与尺寸误差,并以坐标误差信号作为偏航角控制的反馈输入,以尺寸误差信号作为速度控制的反馈输入,控制协同无人机完成对目标无人机的跟随。与基于无线电的领航跟随算法进行了仿真对比,结果表明,采用视觉跟随的无人机跟随控制在通信干扰、全球定位系统拒止等某些特定环境下具有更好的控制性能优势。利用两架bebop2无人机进行了实测实验,结果表明:所提算法可以在2s内实现对目标无人机的状态跟随,速度控制稳态误差在5%以内,偏航角控制稳态误差在3%以内,具有良好的应用前景。     

电力线双向中继通信中基于估计转发和门限近似的PLNC算法

编码协作技术可提高电力线远距离通信的性能。为了满足非对称电力线双向中继系统的要求,论文针对中继脉冲噪声,提出了一种基于中继概率密度函数的估计转发和门限近似的物理层网络编码算法。首先分析了中继信号的概率密度分布,推导了中继编码信号的均值和方差公式;接着分析了不同信道参数下中继概率密度函数的平层特性,利用门限法对多维信号进行了简化近似。最后针对提出的算法进行了算法仿真,仿真结果验证了所提算法的有效性和可靠性,并存在最优化的功率分配因子。     

基于动态加权A*算法的无人机航迹规划

随着无人机航迹规划高维空间的扩展,无人机的飞行环境变得异常复杂,其外部威胁不再是简单的二维静态威胁,传统的蚁群算法和人工势场算法已经不能满足实时性和高复杂环境的要求。为解决上述问题,提出新的基于动态加权A^*算法的无人机航迹规划。首先对无人机的飞行环境进行建模,通过研究航迹规划的转弯半径、航迹段长度和最大航程限制等约束条件,用于保证无人机的安全飞行,从而降低坠机率和威胁概率;其次,通过研究无人机的航迹和外部威胁参数,设计出新的航行方式,降低航行危险和减少损失;然后,通过扩展顶点势能定位和网格图整体变化的动态权重,获得动态环境下的代价函数,增加避障搜索速度、精度和加深回避程度。最后,通过仿真结果表明,在同一应用环境下,所提算法与蚁群算法和人工势场算法相比,航迹路径最优、威胁代价最小和算法执行的时间最短。综上,基于动态加权A^*算法很好地应用于无人机航迹规划,降低了无人机航迹代价,缩短了算法完成时间,提高了复杂环境下无人机航迹规划的搜索速度和精度。     

群无人机动态环境分布式持续覆盖算法

动态环境具有多变性和不确定性,为将动态环境的不确定性控制在一定范围内,需要群无人机对其进行持续覆盖以便完成感知、监视、侦察等任务.提出了一种考虑无人机飞行动力学约束的分布式协同覆盖算法,无需先验知识、无需事先进行路径规划.各无人机独立地根据局部感知和局部通信所获信息进行在线覆盖决策,使整个群无人机系统涌现出持续覆盖行为.提出的方法通信次数少,仅需邻居无人机的位置信息进行合作,且对无人机的前飞航向没有数量约束.仿真结果表明,此分布式算法可实现群无人机对动态环境的持续覆盖,算法性能稳定,具有很好的灵活性和可扩展性.      

一种支持移动自组网通信的多无人机中继网络

针对移动自组网中移动和活动范围扩大等因素导致网络连通性的变化问题,该文提出一种支持移动自组网通信的多无人机中继网络。通过场景分析与系统建模,定义了地面节点与无人机连通率、地面节点跨域通信连通率、无人机连通率,提出了一种加权质心的单无人机飞行模型,设计了多无人机中继网络的飞行控制方法。仿真分析了地面节点的活动区域、移动速度以及通信业务对3种网络连通率的影响,比较了基于加权质心方法与质心方法在支持网络连通率上的不同。结果表明:加权质心方法在支持地面节点跨域实时通信上的能力要优于质心方法,但前者在支持地面节点与无人机间连通率的能力上要差于后者。     

基于独立分量分析（ICA）的通信信号盲侦察技术

在通信对抗中，由于电磁环境的复杂性和通信信号调制方式的多样性，我们事前无法确知接收信号的任何信息，给通信侦察带来了极大的困难.为解决复杂多信号环境下的通信侦察难题，作者提出了一种采用独立分量分析（ICA）技术，对原始信号进行盲分离，然后分别对分离的各个信号进行后续处理的盲侦察技术.在介绍ICA技术的基础上，采用基于自然梯度的ICA算法(EASI算法)对分离效果进行了仿真.仿真结果表明，采用该方法在无需任何先验知识的情况下（如载频、信号带宽、调制样式），可以很好地分离出原始发射信号，为后续信号处理（如分析识别、解调等）奠定了基础.     

复杂电磁环境对通信对抗指挥决策的影响及对策

结合当前实际,研究复杂电磁环境的特点,分析复杂电磁环境对通信对抗指挥决策的影响,提出通信对抗指挥决策应对复杂电磁环境的对策:转变复杂电磁环境下的决策思维、提高通信对抗侦察情报质量、着重培养指挥人员指挥决策能力、选择最佳的决策方法。     

频率域电磁法数值模拟进展

频率域电磁法在矿产普查、地球深部结构探查、地质调查、环境和工程勘查等领域都有着广泛的应用.频率域电磁法的数值模拟对提高电磁法的数据解释技术、电磁勘探设计水平,以及研究复杂地质条件下的电磁响应特征具有重要意义.近年来计算技术的进步、数据采集系统的提高和高性能计算机的迅速发展,大大促进了频率域电磁法数值模拟技术的发展,尤其是出现了多种高效的数值算法和并行求解技术,有效提高了频率域电磁场的三维数值模拟的速度和精度,对三维复杂地形地质结构的处理能力也显著提高,使得复杂条件下三维频率域电磁数据的快速反演成为可能.主要介绍了频率域电磁法数值模拟技术、进展,以及相关的线性方程组求解算法的应用,并对各种方法的特点作了分析比较,对未来的发展方向给出展望.     

多无人机辅助的NOMA中继系统总通信速率优化

为解决无线通信中的频谱资源稀缺问题,提出一种多无人机(UAV)辅助的非正交多址(NOMA)接入中继系统．以优化系统总通信速率为目标,综合考虑信息因果约束、无人机发射功率约束与最大服务能力约束,构建了用户分组、无人机轨迹规划与功率分配的联合优化问题．为解决这一高度耦合的非线性混合整数规划问题,提出一种两步优化策略．基于图论提出最大权匹配下的用户分组算法,根据分组结果,通过引入Sigmoid函数和辅助变量法,将功率分配和轨迹规划问题分别转化为几何规划与凸规划问题求解．仿真结果表明：所提出的两步优化算法能够有效提升系统的总通信速率．     

中国频率规范下RFID防碰撞算法性能分析

在射频识别(RFID)系统中,频率规范决定了通信数据率,通信数据率是决定多目标识别性能的重要因素之一.根据我国最新发布的超高频RFID频率规范,通过对信号的频谱仿真分别确定了单读写器环境下,以及标签信号邻道返回时的密集读写器环境下,RFID系统的最大通信数据率,在此通信数据率下对各种符合ISO18000-6C协议的多标签防碰撞算法进行了仿真,结果表明,在不考虑算法在时间和硬件资源上的开销后,Vogt算法在识别超过300个标签时,识别速度(平均每秒识别标签的数量)最高;单读写器环境下最高识别速度约1050个/s,密集读写器环境下邻道返回时的最高识别速度约270个/s.     

复杂电磁环境下装甲通信对抗仿真训练系统的设计与实现

针对当前装甲部队开展复杂电磁环境下通信对抗实装训练面临的诸多难题,提出开发一套复杂电磁环境下装甲通信对抗模拟训练系统。在系统分析装甲通信面临的复杂电磁环境威胁及装甲通信对抗一般过程的基础上,设计系统的功能需求及成员结构关系,并通过基于HLA的分布式仿真技术将其具体实现。系统具有较好的扩展性和重用性,满足装甲部队开展训练需要。