面向空间应用的时间触发以太网

将时间触发协议增加到采用星型拓扑结构的以太网业务上,且保持完全兼容IEEE802.3标准,可解决空间有效载荷使用标准以太网通信遇到的实时性、确定性和可靠性问题。时间触发以太网基于全局基准时间,实时数据传输遵循严格的时序,支持时间和事件触发的两种通信过程。时间触发通道适合同步或周期性实时消息的传输,而事件触发通道适用于偶发或非周期性消息的传输。设计了空间应用以太网的拓扑结构和协议栈,介绍了系统通信的过程,进行了时间触发协议的研究,并对同步性能和网络性能进行了仿真验证。该以太网在保证可靠性、安全性的同时,增强了网络的灵活性,提高了网络利用率。     

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.     

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)系统采用无中心节点的时分多址(TDMA)的网络接入协议,针对TDMA网络时隙同步的要求,各终端必须有统一的时间基准的特点。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。该方法既可以降低网络延迟不确定性的影响,又考虑了时钟漂移的影响,具有很好的精度。     

基于脉冲干扰的跳频网络同步和随机接入研究

针对脉冲干扰对数字通信的影响,提升无线电跳频网络抗干扰性能,提出了基于干扰信号实现跳频通信时间粗同步以及Boj-S-ALHOA协议随机接入技术。介绍了基于干扰信号的跳频捕获和Boj-S-ALHOA协议网络时隙分配原理,并对这种方法下的跳频捕获平均同步时间和跳频网络的信道吞吐量及容量进行了仿真对比分析。结果表明该方法在脉冲干扰下同步时间短,且Boj-S-ALOHA协议下的节点接入方法更加适合战术通信网络。     

多级电磁线圈发射器时序触发控制策略

为优化多级同步感应线圈电磁发射器性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行验证。采用该方法对两级以及十级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行优化研究,并进行仿真验证。为解决仿真系统误差问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响,得到最佳触发时序控制策略。     

一种基于TTE调度表的资源分配算法

时间触发以太网(TTE)通过精确的全局时间同步,使时间触发(TT)消息具有严格的时间确定性。TTE交换机在接收不同的TTE端系统传来的TT消息时,TT消息可能会发生冲突从而使数据包丢失。主要提出一种交换机接收端调度表资源分配算法,在保证整个网络时钟精确同步的前提下,通过预先设计好的任务调度表,使交换机在接收各个端系统发送的TT流量过程中避免了消息的冲突,减少了数据的丢失。     

多级电磁线圈发射器时序触发策略研究

为优化多级同步感应线圈电磁发射器(SICEML)性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立了单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算出了最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行了验证；采用该方法对两级以及10级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行了优化研究,并进行了仿真验证；为解决了仿真系统误差的问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析了仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响。     

SpaceWire网络混合路由机制设计

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量;动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

一种用于SpaceWire网络的混合路由机制设计*

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,本文基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量；动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。最后在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

一类具有时变时滞的复杂动态网络的有限时间同步问题研究

针对一类具有时变时滞的复杂动态网络的有限时间同步问题,基于矩阵理论和李雅普诺夫(Lyapunov)有限时间稳定性引理,构造了Lyapunor-Krasovskii泛函,并通过设计有限时间周期间歇性控制器,以及提出具有自适应时变特性的耦合强度,得出复杂动态网络实现有限时间同步的充分条件。最后,通过数值模拟验证了理论结果的正确性与可行性。     

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     

内弹道多参数同步测试

针对内弹道单参量信息不能满足身管武器发展的问题,在已取得内弹道单参量测试成果的基础上,结合新概念动态测试,提出了基于光纤的多测试仪内弹道测试同步触发技术,该方法利用光纤传感器同步触发各测试仪以实现同时全面获取内弹道各参数(包括弹底压力、膛底压力、膛内温度和弹丸的三轴加速度以及转速等)的数据。实验表明:同步触发获得多参数后,可以分析各参量存在的固有关系,验证测试结果的可靠性和正确性,实现身管武器测评的信息化。     

面向网络系统性能优化的资源最优配置方法

如何根据网络系统的实际情况优化资源配置,充分利用有限的资源保证系统的服务质量(QoS),是网络系统性能优化研究中的一个核心问题。针对该问题,提出了一种基于PEPA nets的网络资源配置建模与分析方法。该方法首先根据网络资源配置方案的一般情形,建立了完全共享和部分共享两种资源配置方案的通用PEPA nets模型;然后,利用PEPA nets操作语义推导出了一个与模型相关的、带时间延迟标记的标记变迁系统;利用该标记变迁系统隐含对应的CTMC求解出了系统状态空间的稳态概率分布,进而由此分析得到系统性能指标,从而选出最优的资源配置方案。最后,通过试验分析验证了该方法的可行性和有效性。     

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,...     

自适应软件需求的形式化建模与验证

为使自适应软件的需求规约与软件约束一致性验证能够得到已有验证工具的支持,提出了一种基于模型转换的验证方法。该方法通过对Tropos建模方法进行上下文和异常条件扩展来满足自适应软件需求,给出从Tropos需求模型到状态变迁模型的映射规则,并通过验证软件约束公式在状态变迁模型上的可满足性,达到验证软件需求与软件约束一致性的目的。最后,通过舰船火灾损管系统的实例说明了自适应软件需求的建模和验证过程。     

SIP/SDP协议在IMS中的扩展应用

会话初始协议(SIP)与会话描述协议(SDP)是IETF提出的用于VoIP系统或IP多媒体子系统(IMS)的呼叫/会话管理和信息编码协议。SIP基于文本,简单灵活,易于升级扩展,是固定和移动网络向下一代网络演进的核心控制协议。SDP可用于多媒体会话的SIP消息编码,以便进行会话和媒体协商。文章在深入分析SIP/SDP协议及其扩展机制的基础上,针对专用IMS网络的特殊应用需求,提出了兼容服务质量(QoS)和密钥分发功能的SIP/SDP协议扩展方法,并对支持扩展功能的业务流程进行描述,最后对SIP/SDP扩展应用的相关问题进行了探讨。     

基于多分辨率网格的兵棋对空探测算法研究

大型战役兵棋系统将多种对空探测手段进行抽象,基于探测效果构建统一的对空探测模型。分析了对空探测模型中基于探测概率的经典探测算法和改进算法,指出了基于探测概率的改进算法在多分辨率网格模型条件下的失效原因。提出了基于探测发现时间的对空探测算法,将基于机动事件触发探测计算的思想与基于传感器探测周期计算探测概率的原理相结合,在保证计算探测发现时间正确性的同时,提高了算法的效率。为基于多分辨率网格模型构建大型战役兵棋系统提供了正确高效的对空探测算法。通过实验,证明了该算法的正确性。     

自适应Kalman滤波的战术数据链自主时间同步算法

分析了战术数据链自主时间同步机制及各类误差源特性,给出了降低时间同步误差源影响的设计途径。针对复杂物理环境下时钟漂移模型难以准确建立的问题,设计了一种基于自适应Kalman滤波的自主时间同步算法,提高了不利条件下数据链的时间同步性能,实验结果证明了所采用方法的有效性。     

基于体系结构物理交换规范的作战活动可执行模型构建方法

作战活动是体系结构的核心数据,保证作战活动的正确性是提高体系结构质量的关键。基于DoDAF2.0提出的体系结构数据物理交换规范,定义了作战活动模型和作战规则模型的数据模型;对基本Petri网交换规范进行扩展,形成扩展Petri网的数据交换规范;建立活动模型相关数据与扩展Petri网交换规范的映射规则,根据映射规则自动生成作战活动Petri网模型,并研制了可执行模型自动生成工具。最后,通过案例验证了方法的合理性。     

基于FC-AE-1553B通信协议的网络仿真

对于FC-AE-155B通信协议与光纤通道(FC)技术的应用进行了研究.针对航空电子设备的通信要求进行了独立的建模,验证了FC-AE-1553B协议在航电系统中的传输能力.实验搭建了对立的FC仲裁网络并按照FC-AE-1553B协议制定了包模型,建立了节点模型、链路模型.按照协议要求制作了进程模型设计了有限状态机.在OPNET仿真环境下对航电设备的FC网络进行了构建,测评了基于FC网络的FC-AE-1553通信协议的应用能力.