Starlink星座通信建模仿真分析

星链计划是当前唯一正在快速部署的低地球轨道巨型星座,本文分析了低轨卫星通信的优势特点,并对星链计划建设情况、系统架构等内容进行了概述。利用卫星工具包(STK)对第一阶段“壳层1”的1 584颗卫星进行建模仿真,基于星链卫星配备激光通信载荷之后的组网模式,以Dijkstra最短路径算法求解任意两颗星链卫星之间的最短星间通信链路距离,从而得出理论上最短的通信时延。最后根据仿真结果对星链计划的军事应用进行了预测。     

基于Tornado码的复制算法

面向Internet的分布存储系统具有数据种类多、数据量大、分布广泛等特点,为了提高分布存储系统的数据访问效率,提出了一种基于Tornado码的复制算法。与传统的复制算法相比,基于Tornado码的复制算法能够提供更高的可用性、持久性和安全性,并且具有更低的存储开销和带宽开销。     

面向狭小封闭战场环境的群智感知定位算法研究

为解决在狭小封闭的战场环境,如敌方指挥中心、船舱、地下建筑物中,如何快速准确地获取自组织网络或目标对象的位置信息的问题,基于单兵智能终端设备提供的通信模块,利用可见光传感器等硬件设备的支持,通过研究群智感知式的通信信号指纹,结合图像匹配算法,提出了一种定位算法。该算法利用通信指纹数据实现了初步定位,结合融合图像和姿态传感器的加权平均算法,并采用群智感知方式补充与更新定位数据,通过调整图像匹配策略,在保持准确率的前提下,相比单一图像匹配定位算法,降低了算力的需求,在通信条件复杂的战场环境中提高了实时性能。对比标准的WKNN(Weighted K-Nearest Neighbors)算法,提高了在复杂环境下定位的稳定性,且定位误差平均值低于1.72 m,误差降低约50%。     

复杂电磁环境下组网雷达的作战效能建模

针对战场电磁环境日益复杂的趋势,研究了复杂电磁环境组网雷达的作战效能评估问题。依据干扰环境下组网雷达的工作机理,分别建立了基于独立观测的组网雷达目标融合发现模型、基于不同干扰强度的组网雷达目标定位模型和基于信息融合的组网雷达多目标跟踪模型。     

地空数据通信越区组网切换控制算法与仿真研究

提出了一种地空数据通信越区组网的切换算法,解决了当前地空数据越区通信尤其跨大区域通信切换成功率低,数据吞吐量小等问题.仿真结果表明,在无线空间比较理想的情况下,采用变化飞机航迹更新周期,覆盖区域重叠部分和航迹、站点连线夹角综合标准选择目标站点的越区切换成功率明显提高,显示出该方案的优势.     

高速互连网络中基于网卡的归约计算硬件卸载机制

聚合通信广泛应用于高性能计算的研究和工程领域。在大规模的科学和工程计算中,聚合通信开销占据很大比例,有时甚至可达到全部消息传递开销的80%,是高性能计算系统的性能瓶颈。因此提出了一种基于网卡的归约计算硬件卸载机制,通过在网卡上嵌入归约操作逻辑部件,实现了数据在传输过程中的计算,减轻了CPU的负担,降低了通信延迟。通过FPGA平台实现了16节点的归约操作实验,并基于xNetSimPlus模拟器模拟了不同节点规模的归约操作。实验证明,卸载机制能有效减少聚合通信中归约操作的时间,所提支持归约计算的网卡卸载机制最高可以加速归约操作2.71倍。     

武器协同数据链发展趋势及关键技术

武器协同数据链是武器装备的信息传输装置,实现各类战术信息实时传输和共享,支持武器装备协同探测、协同定位、协同突防、协同攻击.阐述了武器协同数据链现状,分析了新作战模式对武器协同数据链的能力需求,论述了武器协同数据链全球覆盖、弹性可重构、低时延高动态组网、抗强干扰、抗截获等发展趋势,总结了数据链弹性可重构、大规模低时延高动态组网、基于认知的智能抗干扰、多域综合抗截获等关键技术.     

适用于无人机集群应急通信系统分簇路由协议

无人机集群应急通信系统面临的最大挑战为集群网络拓扑的快速变化,因此,高效的自组网路由协议是保证无人机集群应急通信系统具有稳定链接性能的基础,同时也是该领域的研究热点。分析了现有无人机自组网路由协议不能完全适用于无人机集群应急通信系统的机理,采用MAC层和网络层联合设计思想,提出了一种基于簇结构和强化学习的分簇路由协议,簇内设计了基于簇结构的先应式路由协议,簇间则采用基于位置和链路质量Q学习的自适应路由协议,从而减小了路由维护开销、缩短了端到端时延,提高了转发成功率。仿真结果表明,在实现高效分簇的基础上,所研究的分簇路由协议可满足无人机集群应急通信系统的高动态、低时延和高可靠的要求,具有一定的实际应用前景。     

MPI并行程序中通信等待问题的诊断方法及其应用

随着并行规模的扩大,现有通信等待问题的诊断方法存在内存开销大、测量时间开销大等问题。通过对现有通信等待问题诊断方法的深入分析,同时考虑测量开销可控的实际需求,建立基于热点函数的通信等待问题诊断模型。基于上述模型,总结出一种更精简、更实用的通信等待问题诊断方法。将该诊断方法分别应用到二维LARED集成、LARED-S、LAP3D等大规模MPI并行程序的通信等待问题诊断过程,应用效果表明本诊断方法可精确定位导致通信等待问题的关键代码段,给出的优化方案及性能提升空间对于后续的程序改进具有参考价值,其中根据诊断结果优化后的LARED-S程序性能提升32%,通信等待时间减少44%。     

基于递推CRLB的被动定位跟踪精度分析

针对无源探测下存在探测概率低、数据率低、精度较低等问题,为了提高目标定位跟踪精度,利用克莱默下界(CRLB)理论,推导了不完全量测下最优估计方差下界公式。从而分析以上因素对目标跟踪的影响,为设计跟踪系统提供指标参考。理论仿真与KALMAN滤波数值仿真表明,在无法提高观测器精度的情形下,通过提高系统灵敏度以提升信号截获概率,增加分布式布站组网探测关联融合提高信息数据率,能显著提高被动定位跟踪精度。