TDMA战术数据链中最小时延抖动的固定时隙分配算法

现有TDMA战术数据链的时隙分配算法主要关注战术信息传输的时延,随着以数据链网络为中心的联合作战的深入发展,战术信息高实时性的传输需求日益凸显。提出一种基于最小时延抖动的固定时隙分配算法,首先将TDMA战术数据链时隙均匀分配问题转化为图论中包含确定边数的不含回路的最短路径环问题,然后采用动态规划法来求解这个包含确定边数的不含回路最短路径环问题并给出具体的算法步骤,最后进行仿真实验来验证算法的正确性和有效性,算法较好地满足了高实时性战术信息的传输需求。     

冲击信号处理芯片设计、实现及应用

基于可编程门阵列(FPGA)完成了三通道冲击信号处理芯片的设计与实现。芯片采用流水运算完成最大绝对冲击加速度响应谱计算。由于冲击信号采样频率可在线更改,因此该芯片可以满足不同冲击信号处理器对峰值检测误差的要求和处理器功耗的限制。采用该芯片设计的数据预处理器已成功用于各种试验。试验表明,该芯片能实时完成三路冲击信号处理并将处理结果代替冲击波原始测量数据输出,能在大幅度压缩冲击信号传输带宽的同时,减小冲击信号峰值检测误差,扩大信号测量动态范围,并为识别数据“真”“伪”创造了条件。     

战术数据链仿真研究综述

战术数据链在现代战争中发挥着极其重要的作用。在战术数据链的全寿命周期过程中,建模和仿真为一种重要的支撑技术发挥着越来越重要的作用。主要对战术数据链系统的设计开发、测试评估、协同互联和互操作、模拟训练等重要研究领域的仿真应用研究,战术数据链分布仿真技术以及国外战术数据链模拟器的建设进行了述评。最后,对战术数据链仿真研究的发展前景进行了展望。     

数据链系统信息地空传输信道建模与性能分析

针对战场环境仿真中联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)地空数据链信息传输过程仿真的实际需求,提出了基于航空信道建模的信息传输模型,利用低通等效对信息传输过程构建了仿算框架.对仿真中使用的信道模型进行了性能分析和仿真实现.根据用户多样的仿真要求,为能在降低算法复杂度的情况下保证一定仿真精度,提出了利用典型值特征将调制信道向编码信道转换的模型转换方案.     

大规模MIMO中继系统基于LoS的等增益传输方案

在中继分布大规模多输入多输出天线阵列情况下,对莱斯衰落环境中的双向放大转发多对中继系统进行了探讨。为了能有效减轻信道估计负担、提高频谱利用率,首先提出了一个只基于视距(line-of-sight, LoS)分量的线性传输方案。该方案采用实现复杂度低的等增益合并与等增益传输相结合的中继处理。然后分别推导了该方案无功率缩放和有功率缩放情况下的渐近可达速率闭式表达式。与传统的基于全部信道状态信息的线性传输方案比较,该方案更宜在LoS分量较强的情况下得到应用。     

一种适用于我国的TDRSS星座方案

提出了一种适用于我国的跟踪与数据中继卫星系统(tracking and data relay satellite system,TDRSS)星座方案。系统以中轨卫星星座为基础,由卫星星座、星际链路和地面信关站组成,可为我国的低轨航天器与地面站之间提供不间断的数据链路。理论分析和仿真结果表明,采用该星座方案的卫星中继系统能全天时覆盖全球低空空域,有较好的对地覆盖特性。     

面向OFDM无线中继系统的功率分配算法

针对正交频分复用无线中继系统的绿色通信问题,提出一种低复杂度功率分配算法.首先,采用"放大-转发"中继策略,源节点在中继传输的两阶段都发送相同信息.然后,通过联合优化源节点和中继节点在各子载波上的传输功率,使系统以最小功耗代价满足用户通信服务质量要求.由于该问题是一个复杂的多变量耦合非凸问题,直接求解难度高.对此,综合...     

战术数据链作战效能仿真

战术数据链是C4ISR系统的重要组成部分,其作战效能的评估是我军数据链系统发展中迫切需要解决的关键问题.监视是战术数据链的主要作战任务.讨论了战术数据链监视效能评估指标,建立了战术数据链监视效能仿真模型,利用对美军11号链的研究实例说明了战术数据链作战效能仿真研究的方法.建立的仿真模型和研究方法对战术数据链建设具有指导意义.     

基于网络编码和中继选择的无码率协作传输

高频谱利用率的协作中继传输设计,是协作通信领域的一个研究难点。针对这一问题,结合网络 编码和中继选择协作,提出了一种新的无码率中继协作传输方案。在传输当前消息块的同时允许传输下个消 息块的部分信息,从而减少所需的传输次数,提高频谱效率。将准静态瑞利衰落信道等效成相应的删除信道, 分析了目的节点译码所需传输次数的概率质量函数和平均传输次数,并与其他无码率传输方案进行了性能 比较。理论分析和仿真结果表明,采用网络编码和中继选择的无率传输系统在传输次数上进一步改善系统 性能。     

C~4ISR中数据链系统信息优势评估方法研究

数据链作为C~4ISR系统的重要组成部分,承担了C~4ISR系统大部分信息流的分发任务,是C~4ISR系统夺取信息优势的重要保证,因此,如何分析和评价数据链的信息优势能力及其对C~4ISR系统整体信息优势的影响是数据链系统建设中一个重要的研究课题。在分析C~4ISR系统工作流程的基础上,给出了通信子域信息优势的评价指标定义及评估模型;并且重点分析了数据链的连通性、传输可靠性以及实时性对通信子域信息质量的影响,进而给出了数据链信息优势的数学描述和评估模型,并分析了其在整个C~4ISR系统信息优势中的影响。     

宽带OFDM系统中的简化滤波查表预失真算法

为了解决宽带正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统中放大器有记忆非线性特性给系统带来的失真问题,提出了一种简化的滤波查表(simplified filter look up table, S FLUT)预失真方法。该方法由一个无记忆预失真器子系统串联一个自适应滤波器子系统构成,能有效解决放大器带来的失真问题,同时采用简化的自适应更新结构,可以弥补原滤波查表法反馈支路结构复杂、收敛精度低的缺点。     

基于STFT的宽带数字ESM接收技术

提出了一种新的基于瞬时测频的宽带数字电子支援（electronic support measure, ESM）接收技术。首先对输入信号进行短时傅里叶变换,通过对变换结果进行快速插值,实现瞬时测频;然后利用多门限完成瞬时频域检测,并根据检测带宽进行抽取。这种新的接收技术能够有效解决ESM系统对宽带同时到达信号的侦收难题,且算法结构规整,易于用现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array, FPGA）芯片进行硬件实现。计算机仿真结果表明,系统单信号检测灵敏度可达-5 dB,当输入信噪比为-5 dB~15 dB时,单信号正确检测概率可达90％以上,动态范围达20 dB,双信号瞬时动态范围可达18 dB。     

基于MEBN的战术意图识别

战术意图识别是不确定性战场环境中理解战场态势、预测敌军将来行动过程的关键。意图识别模型的构建是作战仿真系统中实体行为建模的难点之一,如何表示不确定的意图元素及其不确定性关系并进行有效推理是意图识别的核心问题。分析了影响敌人战术意图的因素及各因素之间不确定性表示途径,提出了采用多实体贝叶斯网（multi-entity Bayesian network, MEBN）来描述敌人的战术意图,采用一阶谓词来表示意图影响因素,大大扩展了贝叶斯网表示不确定性问题的能力。MEBN采用实体片断集描述敌人的作战知识,方便重用。基于描述的敌人意图知识库,给出了基于知识的模型构建算法来动态构建战术意图识别模型。最后,通过仿真实验,对基于MEBN的战术意图识别方法进行了实验验证,结果表明该方法是有效可行的。     

基于软信道估计的JIED水声通信方法

为提高水声通信系统的数据传输速率和可靠性,提出一种新的基于软信道估计的联合迭代均衡译码(joint iterative equalization and decoding, JIED)水声通信方法。该方法利用软输入软输出(soft in soft out, SISO)译码器反馈的外似然比计算符号软估计信息,并应用于稀疏自适应信道估计器的抽头系数更新过程。经过译码器和均衡器之间多次迭代交换软信息联合处理接收信号,信道估计精度与均衡效果显著提高。水声通信实验结果表明在通信距离1.8 km、2 kHz有效带宽内,新方法在第2次迭代后即可实现2 kb/s的无误码传输,可以有效提高系统可靠性和传输速率。     

具有时变时延和丢包的网络控制系统H∞优化控制

研究了一类存在时变时延和丢包的网络控制系统(networked control systems, NCS )的H∞优化控制问题。当网络时延和连续丢包有界时,NCS被建模为等效的具有时变时滞的系统,利用Lvapunov Krasovskii泛函和线性矩阵不等式方法,在NCS渐近稳定的基础上给出NCS状态反馈次优和最优H∞控制律的设计方法,求解时不需要使用重复迭代,设计控制器时也无须知道调节参数。仿真表明了此方法的可行性和有效性。     

基于NSCT和IHS变换域的灰度可见光与红外图像融合方法

针对灰度可见光与红外图像的融合问题,提出了一种基于非下采样轮廓波变换(non subsampled contourlet transform, NSCT)和IHS变换域的自适应融合方法。该方法利用IHS变换域的有效分离图像亮度信息和光谱信息的优势,对灰度可见光图像进行彩色传递并得到亮度、色调、饱合度(intensity hue saturation, IHS)三个分量的值;然后通过NSCT变换分别对可见光图像的I分量和红外图像进行多尺度和多方向分解,并采用一定的融合规则得到融合图像的低频分量和高频分量,而后进行NSCT逆变换得到灰度融合图像并将其作为最终融合图像的I分量,最后进行IHS逆变换得到红绿蓝(red green blue, RGB)彩色融合图像。理论分析和仿真实验验证了该算法的有效性。     

基于自适应直觉模糊推理的目标识别方法

将自适应神经网络--直觉模糊推理系统(adaptive neuro intuitionistic fuzzy inference system, ANIFIS)引入信息融合领域,提出一种基于自适应直觉模糊推理的目标识别方法。首先,分析了现有目标识别方法的特点与局限性,建立了基于ANIFIS的Takagi Sugeno型目标识别模型。其次,设计了系统变量属性函数和推理规则,确定了各层输入输出计算关系及合成计算表达式。再次,设计了学习算法对网络和规则进行训练修改。最后,以20批典型目标的类型识别为例,分析比较基于直觉模糊推理及ANIFIS推理的输出结果与识别精度。仿真结果表明该方法是一种比较实用、有效的决策融合方法.     

阵列失效单元非凸压缩感知平面近场快速诊断方法

在阵列失效单元压缩感知近场诊断方法中,缺乏观测矩阵是否满足约束等距特性的先验信息,因此采用l1范数极小化凸优化算法将无法确保阵列失效单元的高概率精确诊断。针对该缺陷,提出了采用迭代重加权最小二乘的非凸压缩感知平面近场快速诊断方法。在失效单元个数远远小于单元总数的前提下,按照随机欠采样方式分别获取完好阵列和失效阵列的近场幅相信息,继而构造差异性阵列并利用所提的非凸优化算法对该阵列的激励进行重构,从而实现阵列失效单元的高概率精确诊断。数值仿真实验表明,所提方法不仅避免了观测矩阵约束等距特性的缺失对诊断性能造成的不利影响,而且克服了非凸范数易于陷入局部最优解这一弊端,明显缩短了诊断时间,有效提高了诊断成功概率。     

基于乘积型高阶相位函数的复杂运动目标ISAR成像

在逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像中,当目标存在非匀速转动甚至是三维转动时,散射点回波中高次相位项造成方位聚焦质量下降,基于目标匀速旋转模型的传统距离〖CD*2〗多普勒(range Doppler, RD)算法已经无法获得目标的清晰图像。提出了一种基于乘积型高阶相位函数(product high order phase function, PHPF)的瞬时成像方法。通过构造不同的乘积型高阶相位函数,并对其进行一维搜索即可得到调频率变化率和调频率值的估计,补偿高次相位后进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT),根据幅度最大的位置估计中心频率和幅度信息,在距离〖CD*2〗频率平面和距离〖CD*2〗调频率平面对目标进行瞬时成像,可以获取更多的目标信息。最后,实测数据成像结果验证了该方法的有效性。     

基于串级LADRC设计的旋翼无人机航迹跟踪控制

针对复杂环境下,四旋翼无人机航迹跟踪精度易受风扰的影响,设计了串级线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)双回路控制系统。外环为位置回路,针对风扰采用3阶LADRC设计;内环为姿态回路,针对执行机构的动态特性,采用4阶LADRC设计。仿真对比串级LADRC和串级PID两种控制方法,结果表明,两种方法虽然都实现了四旋翼无人机航迹跟踪控制,但是在各种复杂风场扰动、内扰作用的情况下,串级LADRC能够克服复杂扰动的影响,精度更高、抗扰性更好、鲁棒性更强,且待整定参数不多,十分符合工程实际的需求。