基于双路由单元的SpaceWire总线性能评价方法研究*

本文基于双路由单元研究了SpaceWire总线的性能评价体系。研究中,首先给出了双路由单元的定义,推导了基于双路由单元的路由系统的数据传输时间和资源耗费的计算方法;其次推导了基于双路由单元的多路由拓扑系统的性能评价体系;然后采用蒙特卡洛模拟的方法建立了双路由单元系统的模拟平台,仿真计算了路由单元在不同接口配置情况下的性能。研究结果表明：基于双路由单元的传输时间和资源耗费指标能够评价SpaceWire总线的性能;并且在不同接口配置时,存在一种最佳的配置方式能够使得系统的性能达到最优。     

SpaceWire网络热点通信模式的缓存资源分配算法

基于SpaceWire网络在热点通信模式下的工作特点,研究缓存资源的分配算法。给出均匀通信模式和热点通信模式的释义;推导网络路由节点的满负荷概率和平均延时的解析方法,计算网络中的关键通信节点;再给出SpaceWire网络缓存资源分配算法。利用Opnet网络仿真平台建立SpaceWire通信模型,仿真了不同通信模式中采用缓存优化策略前后的关键性能指标。研究结果表明:在热点通信模式状态下,该缓存资源分配算法在保证总资源一定的前提下,网络系统的平均延时降低,优化了SpaceWire网络性能。     

基于X射线脉冲星的导航半实物仿真系统

为验证X射线脉冲星导航的关键技术,本文描述了基于X射线脉冲星导航的半实物仿真系统组成和工作原理,并搭建了基于X射线脉冲星导航的半实物仿真系统。系统由信号模拟单元、信号接收单元和导航估计单元组成,此系统可有效模拟X射线脉冲星导航的星源强度、周期及脉冲轮廓,记录X射线脉冲星单光子到达时间,恢复X射线脉冲星脉冲轮廓,计算X射线脉冲到达时间及导航估计解算。所设计的半实物仿真系统为X射线脉冲星导航算法测试提供了有效手段,对X射线脉冲星自主导航研究的可行性验证、动态性能测试以及工程应用具有一定的参考价值。     

一种六通道高速数据采集系统的设计

提出并实现了一种基于PCI总线六通道高速采集系统的结构。该系统采用微机作为采集主控单元 ,兼容三种体制雷达的采集要求 ,可以实现六通道同时采集和大容量数据的存储 ;为了实现高速和大容量采集 ,系统采用S5 933作为PCI总线接口 ,利用PCI总线的高速传输能力 ,满足主控单元与采集单元的数据传输要求 ;同时利用双口RAM内部切换保证连续采集和连续传输 ;控制电路采用FPGA实现 ,简化了电路板设计 ,提高了灵活性。软件系统在WindowsNT平台上实现 ,保证了整个系统的安全性与稳定性。     

基于SDN与传统路由相结合的网络架构设计

针对灾区、战场等复杂环境对通信网络性能的高需求,以及传统的冗余繁杂的紧耦合网络架构发展滞后等问题,提出了一种基于SDN架构与传统路由协议相结合的新型网络架构。该架构的设计思想是先由传统路由完成网络初始联通状态的建立,在此基础上再利用SDN架构技术实现对应用业务和通信网络资源的分析感知、计算、评估等。分别对SDN控制器、南北向接口和传统路由协议进行设计。试验结果表明了该方案的优越性,具有重要的应用和参考价值。     

(2015GIS)北斗静止轨道卫星信号盲区快速并行解算方法

北斗系统静止轨道卫星信号盲区解算方法复杂、串行计算耗费时间长,需在并行环境下利用更多的计算资源进行北斗盲区的快速解算。本文在分析北斗盲区解算原理与算法并行特征基础上,提出了基于动态盲区影响域的并行解算方法,并以栅格单元为并行粒度进行任务划分,实现了北斗盲区的高效并行解算。基于全国范围59景数字高程模型数据,利用8进程进行盲区并行解算,耗费时间约为5小时。实验测试结果表明：算法的并行效率随着进程数的增加有所衰减,但稳定在96%以上。基于本文方法实现的程序中间件已集成应用于高性能地理信息平台中,应用效果良好。     

基于PXI总线的通装机液平台综合测控系统标准化设计

自动测试系统的发展趋势是标准化设计和采用开放式系统框架。基于PXI总线的平台综合测控系统采用了统一硬件系统、统一软件开发平台、统一标准接口的开放式体系结构和标准化设计。通过对用户开放测控资源定义和标准化设计软硬件接口,使平台综合测控系统软、硬件具有开放性和互换性,满足了不同保障对象的测试需求,对通用装备检测试验设备的通用化、标准化、集成化发展起到了积极的推动作用。     

大型k/N系统维修资源优化配置模型

为解决大型k/N系统维修资源的配置问题,建立了一种维修资源优化配置模型。首先,根据大型k/N系统故障单元的维修特点提出了批量m维修策略,并基于此策略建立了k/N系统使用可用度模型,利用M~Q/M/c排队理论对影响系统使用可用度的关键指标进行了计算和修正;然后,建立了由多个k/N系统组成的复杂装备的多种维修资源的优化配置模型,采用边际效应分析法对多种维修资源进行综合优化;最后,通过算例仿真与分析对所提出的模型进行了验证。结果表明,所建立的模型具有一定的可行性与有效性,能为装备维修保障人员提供决策支持。     

一种面向宽带复杂信号侦察的可配置计算应用框架

可配置计算系统的优势与系统设计过程的复杂性是一对矛盾,可配置计算框架为此提供了有益的思路。但受限于适用范围与通用性考虑,已有的特别是商业框架仅支持系统的静态重构。本文针对宽带信号侦察这一特定应用领域,提出了一种功能级可配置计算应用框架BSRRCS-RCAF,该框架将领域应用中具有共性的计算与功能模块抽取和集中起来,形成二进制比特流配置文件库,并提供构建此类系统的公共服务体系。基于公共服务体系以及配置文件库,当需要修改或者重新构建宽带信号侦察系统时,只需在现有框架下动态调用配置组件库,或者遵循框架的统一设计接口完善补充组件库中的特定功能部分,整个系统设计框架将得到方便复用,便于实现基于快速重构的多种系统功能。     

基于SDN的分布式无线网络架构及控制器配置策略

基于单一控制器的SDN架构容易导致无线网络性能受到影响,尤其针对高动态无线网络,将大幅降低其健壮性和鲁棒性。鉴于此,提出了一种分布式软件定义网络架构(Distributed Software Defined Wireless Network,DSDWN),该架构是基于完全分布式和分层式SDN思想提出的,包括主从控制器和事件传播系统,在该架构下提出了控制器系统的配置策略和主控制器的选择策略。仿真验证表明,提出的控制器配置策略在时延方面优于贪婪算法和聚类算法,更适合高动态无线网络环境;基于多目标优化的主控制器选择策略,优化了网络链路连接时长、总时延及节点资源,降低了路由开销。     

基于认知无线电的无线传感网系统设计与实现

为了提高认知无线电传感器网络(CRSN)中的能量使用效率和性能指标,提出了一种新的基于认知无线电的无线传感网系统,该系统中的传感器节点均使用改进的机会频谱接入路由协议,提出的协议能够更好地增加网络的可扩展性和提高网络性能。构建了精确的信道模型以便评估复杂的室内环境不同区域的信号强度,通过实验模拟对提出系统的性能进行评估。模拟结果显示,相比其他两种路由协议,提出的协议在吞吐量、包延迟及总能量消耗方面表现更佳。     

基于敏捷系统工程建模的离线检测系统配置模型

提出一个开发用于对复杂系统进行敏捷分析的基于系统工程建模的方法,该方法无须使用高性能的计算资源。该方法包括了3个最基本的系统工程指标映射,也就是性能测量、有效性测量,以及通过元建模的单图价值测量。通过该方法,分析者可以有效地支持元模型进行图系统的测量,从元素级别的性能测量到综合系统级别的单图指标,实时地在约束的时间框架下进行决策支持。通过元建模获得近似虚拟模型的数学表示形式,它缓解了对计算资源长运行时间占用和高计算性能要求的负担。该元模型同样提供了一个有效的通过所提出的建模对模拟的多输出收益进行汇集的方法。这两种方法共同构成这种敏捷的,基于模型的系统工程方法的基础。这种基于建模方法的有效性被配置于离线检测系统的实验所证明。     

面向大规模集群的并行I/O用户层配置优化策略

影响应用I/O性能的关键因素主要有三个层次:包括应用的I/O接口实现、体系结构和文件系统组件的性能以及应用的I/O参数配置。从应用I/O配置优化的视角,分析了大规模集群并行I/O的配置调优空间,在此基础上,给出了一套大规模集群并行I/O性能特征测试分析方法。基于该方法,在某国产超级计算集群上开展了一系列I/O测试分析来刻画系统的I/O性能特征,进而指导并行应用程序的I/O配置优化。基于优化后的配置参数,在两类典型的并行I/O场景中,针对某类生产应用程序,8192进程下的重启动数据写操作时间下降了15%,4096核的程序作业加载时间从10 min缩短到了5 s。     

大跨越输电塔塔线耦联体系动力特性分析

采用有限元分析软件ANSYS9．0对耐张塔、跨越塔单塔的未挂线状态和工作状态进行模态分析。用Beam188单元模拟输电塔自身杆件，用Link180单元模拟导线和绝缘子，用Plane82单元建立自定义杆件截面，用Mass21单元模拟附加质量。建立塔线耦联体系，比较了其动力特性与单塔的区别，研究了跨越塔的振型频率随挡距改变的变化趋势，指出塔线耦联体系的动力特性与单塔相比有较大不同，在进行科研和设计工作时必须考虑耦联体系的工况。     

基于综合性能的C3I系统通信效能

论述了C3I的重要性及其效能,分析了影响通信系统性能的因素,力求在实时综合性能的基础上选择通信路由,论述了传统Petri网和模糊Petri网的一些基本概念和特点及其区别,描述了用模糊Petri网进行系统综合性能分析时的有效算法,提出一种基于综合性能的路由选择算法,最后,通过实例来说明通信路由综合性能评价以及路由选择方法.     

机动拖线阵宽带方位估计的克拉美-罗界研究

针对现有水下远场宽带目标方位估计的克拉美-罗界(CRB)都是基于阵形不变的刚性基阵,无法全面揭示柔性拖线阵在实际机动条件下的CRB特性和具体影响因素等问题,首先依据拖线阵的机动特性建立了机动拖线阵宽带频域信号模型;然后,推导了机动拖线阵的水下宽带目标方位估计的CRB解析表达式。在此基础上,进一步计算分析了在不同阵列机动参数与目标特性等情况下的CRB特性,从而为机动拖线阵宽带高分辨方法的研究及应用性能评价提供了理论依据。     

PXI总线的模拟用户V口通信模块设计

针对目前自动测试系统中要求测试信号传输距离远、传输速度快、传输信号种类多、系统工作环境恶劣等问题,设计并实现了基于PXI总线的模拟用户V口通信模块。利用专用接口芯片PCI9656设计了PXI总线接口模块,利用FPGA实现了对来自电话接口(V口)典型的双音多频拨号信息的判读和控制。本设计具有传输速度快、灵活高效的特点,增强了系统的集成度、稳定性和可靠性。     

空心和Halbach永磁直线同步电机的牵引力和法向力分析

针对由空芯线圈和Halbach永磁结构组成的直线同步牵引电机,提出其牵引力和法向力的一种解析计算方法.首先从相同结构的旋转电机出发,推导得到其牵引力和法向力的解析计算公式;然后,将所得结果推广到直线电机结构,得到基于空芯线圈和Halbach永磁结构的直线同步电机牵引力和法向力的计算方法.所得解析解的有效性由有限元分析软件Ansoft Maxwell得到验证.此方法为基于空芯线圈和Halbach 永磁结构的直线同步电机的结构设计和性能分析提供了基础.     

基于GIS的营区装备车辆疏散安全设计

为探究营区装备车辆疏散安全设计及其优化方案,引入GIS网络数据模块,以车辆行驶时间作为计算成本,分析营区道路系统的可达性、出入口的疏散能力和疏散权重,并采用数值模拟和公式计算的方式,推演出入口和疏散路径的最优化选择,完成疏散安全方案。研究表明:营区路网可达性大的地方,疏散路径也较为集中,应加强疏散管理;出入口的通行效能与装备车辆的可达性有关,疏散权重和数量在设计中应合理均匀地分配;疏散过程应按照由快到慢、由近及远的顺序展开,不同路径之间应避免交叉。疏散总时间受库单元最后疏散车辆行驶时间、车辆总数和出发时间间隔的影响。     

变精度粗糙集的战时装备维修保障资源优化配置

以战时维修保障资源难以预测为背景,面向战时维修保障任务,建立了基于变精度粗糙集的战时装备维修保障资源优化配置模型,实现了不同精度下的多资源点、多需求点的资源优化配置。证明了战时维修保障资源所需时间的取值范围,以此推导出模型中所需时间与成本的取值范围。利用粒子群算法对该模型进行求解,得到最优目标函数值,从而验证出此模型与算法的有效性。