基于HLA的TDMA同步问题研究

联合战术信息分发系统JTIDS(Joint Tactical Information Distribution System)系统是无中心的移动通信系统,采用时分多址(TDMA)的网络接入协议.TDMA网络是一种同步网络,必须有统一的时间基准,各终端的时隙必须与时间基准同步,因此时隙同步技术是确保该网络正常工作的关键技术.基于HLA/RTI仿真平台,对网络延迟进行了测试,针对RTI中联邦成员的时间延迟很不稳定的问题提出并实现了一种简单高精度的软件时钟同步方法.     

一种基于CORBA及互操作协议的分布仿真基础支撑平台实现方法

为解决现有RTI服务器在大规模仿真中容易成为影响系统效率的瓶颈、仿真规模受到限制的问题,提出了一种基于CORBA及互操作协议的层次式分布仿真运行支撑环境(RTI)实现方法,阐述了盟员、局部RTI服务器及中心RTI服务器的部署方式,给出了基于CORBA及内部互操作协议的层次式RTI的工作流程。既解决了大规模仿真中集中式及功能分布式RTI服务器的瓶颈问题,减少了全局操作的延迟,也为各仿真盟员的时空一致性提供了保障。     

RTI测试研究

运行支撑系统(RTI)作为应用高层体系结构(HLA)进行分布仿真的支撑系统,是实现HLA的核心。RTI的功能和性能直接关系到HLA仿真系统开发与应用的成败。首先阐述了RTI测试的内容和指标,接着结合例子详细研究了RTI测试的方法,最后对RTI测试研究进行了总结,为提高基于HLA的分布交互仿真系统的质量及可信度提供了基础。     

基于组件的C4ISR系统效能仿真环境

本文借鉴HLA/RTI的思想以及国内外在C4ISR系统仿真领域的相关技术 ,结合C4ISR系统仿真的需求和对象Petri网模型的特点 ,在综合分析基于组件的软件设计方法及组件模型的基础上 ,提出了一种基于组件的C4ISR系统效能仿真运行环境。该环境为高层建模屏蔽了底层消息分发、时钟同步等具体细节 ,减少了仿真应用开发的工作量 ,提高了仿真应用开发的效率 ,并能有效地支持模型重用     

一种相控阵雷达多通道同步方法

相控阵雷达采用多通道工作方式后增加了自由度并提升了系统性能.针对雷达遇到的同步问题,提出一种相控阵雷达多通道同步方法.该方法首先采用同步触发方式对单个时钟芯片进行同步,然后对多个时钟芯片的同步信号进行精确延时调整,最后采用一种自适应采样窗口中心调节方法实现多个高速模数转换器的同步.将其应用于实际雷达产品,实测结果表明,...     

基于FPGA的数字复接系统的同步技术研究

针对数据大容量通信时常因同步问题而面临失败的问题,分析了数字复接系统工作原理,探究了收发端高精度时钟基准同步方法在时钟校正的应用,以及位同步和帧同步的典型同步技术,并利用FPGA仿真验证了数据复接过程。数据通信依赖于收发端同步技术的建立,认为将收发端时钟同步、位同步、帧同步应用在复接系统的不同部分,能够共同作用以实现收发端数据传输的同步。卫星双向时间比对法能够有效校准收发端的高精度时钟,校准精度优于0.5 ns;数字锁相法能够自动将收发端时钟校准到同频同相的状态,有效实现位同步;在每个数据帧当中加入帧同步信号可以使收发端自动判断每一帧的数据传输状态。FPGA技术为数据仿真提供良好平台,利用其完成了过零信号的提取和数据帧同步的复接的仿真,达到预期效果。     

基于邻居时隙切换的时分多址接入协议研究

针对传统TDMA网络节点间业务量不均匀的情况下,会造成信道资源严重浪费的问题,设计了一种基于邻居时隙切换的动态TDMA协议(TDMA protocol based on adjacent timeslot transfer,ATT-TDMA),切换邻居空闲时隙,更改节点业务时隙长度但不影响整个网络循环周期的结构,实现时隙的动态利用。利用OPNET平台搭建仿真模型,并与HFTP协议和TDMA协议作了对比分析。仿真结果表明,相同条件下ATT-TDMA相比HFTP协议和TDMA协议,在消息投递率、平均时延和吞吐量方面具有更优异的性能。     

HLA仿真中利用Stage实现控制和演示方法

高层体系结构HLA(HighLevelArchitecture)是美国国防部为保证各种仿真应用之间的互操作性而建立的一个通用仿真技术框架核心,现已作为IEEE1516标准广泛应用于各种分布式仿真。在实现基于HLA的C4ISR体系结构仿真中,提出了一种利用Stage控制和演示仿真过程的方法,并解决了其中RTI时钟和Stage时钟的不同步问题,有效地完成了仿真过程的直观演示和控制。     

高性能RTI自适应通信机制研究

为了提高HLA仿真系统在高性能计算平台上的运行性能,针对高性能计算平台的高性能层次式通信环境,提出了一种共享内存/IB/以太网自适应RTI通信机制-SACM机制,该机制能够根据通信双方所在节点的网络拓扑信息,自适应建立延迟最小的通信连接,实现共享内存、IB等高速互连及以太网互连的自适应选择.同时在该通信机制中,针对节点内高速共享内存通信需求,提出了一种面向多盟员互连的共享内存通信算法,有效提高了节点内盟员通信效率.对象属性值更新延迟测试结果表明,该通信机制可以有效提高RTI在高性能计算平台的通信性能.     

基于扩展标记变迁模型的时钟同步协议正确性验证

时钟同步协议是时间触发网络的一个重要组成部分，是时间触发网络实时性和确定性的关键。本文基于扩展标记变迁模型对时钟同步协议进行建模，基于模型检测方法对协议是否满足正确性属性进行验证。验证结果证明了在不同启动场景下时钟同步网络协议的正确性，也表明了扩展标记变迁模型对于协议验证的有效性。     

基于MATLAB的TDMA/CSMA混合协议仿真分析

TDMA(时分多址)和CSMA(载波侦听)是两种常见的Ad Hoc网络多址接入方式,两种方法各有利弊。TDMA避免了节点之间的冲突,但是平均时延随着网络规模的扩大而急剧增长,当某节点在给定的时隙内没有发送请求时,会产生空时隙,造成资源浪费;CSMA采用竞争的方式,当网络规模扩大时,节点的碰撞概率很大,信道利用率降低。根据两者的特点,提出了TDMA/CSMA混合多址接入协议,采用固定分配和动态分配相结合的方式,进一步提高网络吞吐量、降低平均时延,并通过MATLAB软件对协议进行仿真建模,验证其性能。     

一类不确定时滞混沌系统的全局鲁棒自适应神经网络同步控制器设计

研究一类不确定时滞混沌系统的全局鲁棒自适应神经网络同步控制器设计,其系统中的不确定时滞项不是简单的线性有界条件,而是允许其存在高阶项,因此具有全局特性．在控制器的设计上;首先通过选取合适的径向基函数（RBF）神经网络的权向量去逼近时滞系统中的未知连续有界部分;然后在RBF神经网络输出的基础上,选用一个鲁棒自适应控制器来趋近时滞系统的不确定部分;同时,利用Lyapunov稳定性理论对混沌同步的条件给出了论证;最后,数据仿真的结果表明该方法的有效性．     

宽带噪声环境中FH-FDM/TDMA信号性能分析

新一代高跳速、大带宽通信系统将跳频通信与频分复用、时分多址技术相结合,不仅增加了通信系统容量,形成了灵活的多址方案,同时FH-FDM/TDMA信号具有抗干扰、低截获的能力。为此,在分析FH-FDM/TDMA信号机理的基础上,就同步环路机制进行了深入研究,重点对宽带噪声下的同步捕获环路的相关峰值、跟踪环路的跟踪误差、解调环路的误码率进行了推导;进一步对宽带噪声干扰下的跳频接收环路进行了仿真。结果表明,FH-FDM/TDMA信号具有更强的抗干扰性。     

基于网络的指挥控制协同性能评估模型

网络中心作战是通过部队网络化而实现的军事行动,网络化作战行动的评估需要新的模型和测量方法,以便获取基于信息优势对改进后的指挥和控制的效果.在借鉴美军经验的基础上,从信息的角度区分了网络中心作战信息栅格运作的方式,运用图论、复杂性理论和性能评估理论等方法,建立了作为信息处理系统的指挥控制网络的结构、预期延迟时间、协同影响、复杂性和有效期望等待时间模型,以及作为指挥控制系统的指挥控制网络的节点决策和网络决策效能模型,是对网络中心作战方法的探索.     

航天应用载荷的高精度时间同步与共用信息分发

应用载荷直接获取航天器平台的时间和公共测量信息,并不能完全满足载荷的高精度时间基准和共用信息使用需求。一些功能载荷具备向外输出高精度时间和状态测量信息的能力,但硬件接口资源有限。将功能载荷作为FC-AE-1553光纤网络的一个节点,在FC-AE-1553光纤网络中叠加IEEE 1588v2时间同步协议,功能载荷的高精度时钟源能同步给有需求的其他载荷。并在时间同步的前提下,将功能载荷的测量数据如定位数据、姿态数据和轨道数据等共用信息同步发送至网络上的其他载荷节点。通过时间同步与同步发送机制,解决了各载荷对高精度时间和共用信息的需求,弥补了专用信息硬件接口资源的不足。结果表明,与直接利用航天器平台的信息源相比较,当时钟源和共用信息来自功能载荷时,FC-AE-1553网络时间同步之后的时间基准精度和共用信息利用性能高出3个数量级,载荷获取的UTC时间精度达到百纳     

基于半实物仿真的HLA／RTI关键技术研究

分析了基于HLA/RTI的半实物仿真中实践管理、数据收集能力、RTI通用性以及网络传输安全等问题,研究了新的时间管理策略,提出了合理设置lookahead的算法,设计了数据收集的层次框架,并制定了研发RTI的通用原则和安全有效的网络传输方案,为现代半实物系统仿真提供了理论借鉴。     

基于感知信息共享的C2网络特征分析

指挥控制（C2，Commandand Control）关系网络连接数的增加会增强指控节点之间的信息共享，但也会增加节点信息处理和交换负荷，如果达到一定程度，则会造成节点本身的“信息过载”从而影响C2网络性能。对此，通过研究C2网络在两种不同处理方式下的共享感知信息平均提交时间，用网络节点响应时间的均方差表征一个C2网络的共享态势感知时间的一致性，最后对两种不同结构C2网络特征参数的计算，说明了网络连接增加会导致信息提交时间的延长，但一致性会增强。     

基于活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法

针对车载自组织网络(VANETs)中节点移动速度快、节点任务分布不均、网络拓扑结构不稳定等特点,提出了一种基于节点活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法GATRA(goal-oriented routing algorithm based on activity and task)。该算法根据当前运动节点的运动方向与目标节点的关系,以及任务饱和程度,综合考虑采用消息携带还是转发策略,以节约传输平均时延。在选择中继节点时,综合考虑邻接节点的位置、运动速度和方向等影响因素,设计节点活跃度的计算方法,作为选择中继节点的策略,从而提高了消息传输的成功率。仿真结果表明,与当前典型的VANETs路由算法相比,GATRA算法在传输成功率和平均延迟时间上具有较大提升。