外弹道数据融合实时算法研究

信息融合技术可以大大减轻指挥决策的工作量,增加信息置信度,减少模糊性,改善系统可靠性.针对靶场实时测控数据处理中急待解决的成片野值干扰等难题,在实时环境中采用数据融合处理方法,讨论了外弹道数据融合实时算法所面临的关键技术,并通过分析与论证得出可行性结论.结论对进一步的系统设计与软件实现具有指导意义.     

具有优先级消息的AFDX建模与性能分析

以Petri网为工具,建立了基于具有优先级消息传输的AFDX(航空电子全双工以太网)网络模型,通过仿真,求解出消息发送时的平均等待时间,得到的指标结果验证了高优先级数据消息帧发送等待延时明显小于低优先级数据消息帧的发送等待延时,充分说明了优先级对紧急数据传输的重要性。模型有助于进一步理解航电系统不同优先级消息在AFDX网络中的传输机制,为以AFDX为总线的综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。     

面向多核网络分组处理系统的线程亲和缓冲区管理机制

基于通用多核架构的网络分组处理系统性能受到诸如分组IO开销高、多核共享内存及进程调度竞争大、页表缓冲表项失效率高等问题的困扰。为此提出一种基于通用多核网络分组处理系统、面向高速分组转发应用的线程亲和缓冲区硬件管理机制,并在网络专用协处理引擎上实现。该机制采用无中断的线程亲和调度策略,将包含控制信息与缓冲区地址信息的描述符和分组数据按照分组处理的线程号链式地对应加载在多个地址连续的共享缓冲区中。基于通用多核和现场可编程门阵列平台进行报文转发测试,实验结果表明,采用线程亲和缓冲区管理机制能使平均报文转发处理性能提升12.4%,有效地降低IO开销和TLB表项失效率。     

基于RTX的实时测控系统软件设计

从无人机半物理仿真试验的整体结构出发,针对实时测控系统的需求,采用了一种较为新颖的Windows+RTX实时性方案,完成了无人机半物理仿真试验中实时测控系统的研制.既满足了试验的实时性要求,又具有很好的用户交互特性,对测控技术的发展及其在国防科技等相关领域中的应用均有重要的参考价值.     

梯度学习的参数控制帮助线程预取模型

对于非规则访存的应用程序,当某个应用程序的访存开销大于计算开销时,传统帮助线程的访存开销会高于主线程的计算开销,从而导致帮助线程落后于主线程。于是提出一种改进的基于参数控制的帮助线程预取模型,该模型采用梯度下降算法对控制参数求解最优值,从而有效地控制帮助线程与主线程的访存任务量,使帮助线程领先于主线程。实验结果表明,基于参数选择的线程预取模型能获得1.1~1.5倍的系统性能加速比。     

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。     

面向GPU的5G新型无线电的高吞吐率LDPC译码器

提出了一种基于图形处理单元(graphic processing unit, GPU)的5G软件无线电准循环低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码译码器,为了节省片上和片下带宽,采用码字缩短和打孔技术、两级量化和数据打包方案,以提升数据带宽的利用率。实验基于Nvidia RTX 2080Ti GPU平台实现了高码率情况下的最小和近似译码算法的并行译码,通过分析GPU上的最优线程设置,将码率为5/6的(2 080,1 760) LDPC算法的译码吞吐率提升至1.38 Gbit/s,译码吞吐率性能优于现有其他基于GPU的LDPC译码器。     

一种高速实时数据采集处理系统设计

针对目前高速数据采集中的实时性和同步性问题,提出了一种高速实时数据采集处理设计方案。根据上述方案进行了系统的硬件和软件设计,该系统以FPGA器件作为下位机控制核心,设计了时钟同步、数据采集、数据处理、数据缓存、数据通讯等功能模块;整个系统采用ARM微处理器作为上位机控制核心,基于嵌入式Linux 2.6内核进行软件编程,负责向FPGA发送设置参数和控制指令,同时对数据前端采样和处理数据进行存储、显示、统计等。经测试验证,该方案具有高速率、高精度、同步测量、实时处理、体积小、功耗低等优点。     

实时数字场景仿真系统研究与实现

开发在实验室里测试导引头信息处理机的实时数字场景仿真系统已经成为了图像制导武器发展的迫切需要。介绍了一个由高性能PC机和PCI插卡构成的实时场景仿真系统,描述了该系统的工作流程和系统结构,以及软件和硬件等主要组件的工作原理和实现方法,试验结果表明系统能够满足实际应用的需要。     

优先级管理的全双工交换式以太网实时通信

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)以其独有的优势在航空航天等领域的应用不断扩展,但是由于通信模式,无法满足实时任务的可预测性和低延迟等要求,因此,研究AFDX的实时性成为一个重要的课题,为了提高网络的实时性最可行的措施就是采取优先级管理模式,对具有优先级的分组传输问题进行了分析,给出了两种优先级排队模型下,不同优先级分组的平均排队等待时间和平均逗留时间,并进行了计算机仿真.得出:采用具有优先级的分组传输模式能很好的提高网络的实时性.     

基于并行模拟的多核集群系统性能预测和分析

针对多核集群系统所表现出的新的性能特征,提出了面向多核集群系统消息传递应用程序的并行模拟模型并设计、实现了一个并行模拟器MCPSim(Multi-core Cluster Parallel Simulator),MCPSim在功能模型和性能模型上体现了片内核间、结点内片间以及结点间等三个层次上消息通信的特点,同时支持对应用的消息数量、通信量等的百分比分布的profiling功能,采用PRIMEJ、acobi3D、NPB IS以及HPL等Benchmark程序对MCPSim进行了测试,结果表明MCPSim性能预测的精度优于BigSim,同时能够广泛应用于针对多核集群系统消息传递应用程序的性能分析中。     

带时间窗的相控阵雷达实时任务调度方法

为了解决传统相控阵雷达任务调度中采用基于工作方式优先级的方法而存在忽略任务时间紧迫性和重要性的问题,提出了一种基于任务自身工作方式优先级、截止期和空闲时间3个特征参数的相控阵雷达任务调度方法,通过调整参数的权重来适应调度器不同的负载情况,并采用时间窗处理发生冲突的任务请求,确保更多的高优先级任务在调度间隔内被调度。仿真结果表明,所提出的方法能够有效提高任务的调度成功率,明显改善调度器性能。     

FPGA、ARM DSP嵌入式技术的在线航空摄影测量方法*

为满足空间数据实时处理的需求,提高航空摄影测量系统在线处理能力,本文研究一种在线摄影测量的理论与方法,基于嵌入式架构设计一种在线摄影测量系统,使用FPGA、ARM DSP等嵌入式计算技术建立专门的硬件运行环境,移植并优化现有算法到嵌入式系统中,实现摄影测量数据的在线处理。机载航摄实验结果表明,本文方法能够实现对摄影测量数据进行快速稳定的在线处理,验证了基于嵌入式架构的在线摄影测量的可行性,把摄影测量的处理效率提高到了一个更高的水平,同时也进一步拓宽了摄影测量技术的应用领域。     

磁通门信号处理电路的数字化设计

针对目前某领域使用的磁通门传感器信号处理电路的一些缺点:如设备体积大、维护和升级困难、元件间容易出现感应和杂散效应等,提出了采用DSP的磁通门信号处理电路的数字化设计方案,给出了处理电路的硬件设计,并且对信号处理中的数字滤波进行了计算机模拟仿真。仿真结果表明,改造后的系统具有精度高、实时性好、升级方便等特点。     

JTIDS数据链在部分频带干扰下的性能分析

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,简称JTIDS)采用组合调制体制和多层编码体系保证报文传输的可靠性。分析了JTIDS数据链在莱斯衰落信道环境下的抗干扰性能,并通过仿真分析了该系统在部分频带干扰下的符号误码率和报文丢失率。仿真结果显示,由于JTIDS系统将RS编码、交织等多种编码技术和DS/FFH MSK调制技术相结合,使其在复杂信道环境下保持较低的符号误码率及报文丢失率,满足数据链报文传输可靠性的要求。     

一种改进的自适应多媒体拥塞控制方法

在Internet中传输实时多媒体需要性能良好的拥塞控制机制来确保一定的服务质量。应用实时传输协议RTP的反馈报文的信息,开发了使用参数自适应变化的AIMD拥塞算法来消除拥塞,最终得到了一种改进的单播多媒体自适应拥塞控制算法。经OPNET网络仿真分析,在各种丢失率环境下,算法的发送速率平滑性等性能表现良好,较好地满足了网络多媒体的传输特性需求。     

HLA联邦的桥接扩展和影响时空一致性的实例分析

随着计算机技术和仿真应用的发展 ,越来越需要组建大规模分布仿真系统 ,HLA框架的定义和应用为此提供了很好的契机。使用桥接技术把不同的联邦连接起来是构建大规模联邦的有效方法 ,其中桥接邦元更适合于不同RTI的异地连接。桥接HLA联邦会带来影响系统时空一致性和性能的新问题 ,时间推进和所有权转移是两个有代表性的例子 ,需要重点解决     

嵌入式在线航空摄影测量方法

为满足空间数据实时处理的需求,提高航空摄影测量系统在线处理能力,研究一种在线摄影测量的理论与方法,运用嵌入式架构设计一种在线摄影测量系统,使用可编程门阵列(FPGA)方法、高级精简指令集机器组合数字信号处理器(ARM+DSP)方法等嵌入式计算技术建立专门的硬件运行环境,移植并优化现有算法到嵌入式系统中,实现摄影测量数据的在线处理。机载航摄实验结果表明,该方法能够实现对摄影测量数据进行快速稳定的在线处理,验证了运用嵌入式架构的在线摄影测量的可行性,把摄影测量的处理效率提高到了一个更高的水平,同时也进一步拓宽了摄影测量技术的应用领域。     

机载UWB SAR实时信号处理算法研究

机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)实时信号处理具有大数据量、大计算量等特点。用于实时信号处理的NCS算法需要较大的存储空间,针对这个问题,提出了改进的NCS算法,减小实时成像处理对存储空间的要求。同时,给出了UWB SAR实时信号处理的流程,分析了前向速度误差对成像质量的影响,推导了在改进NCS算法中基于测量数据的视线误差补偿的性能,采用仿真数据和实测数据对整个系统的性能进行了验证。     

基于全相位的同频融合分层算法

同频融合算法在处理频率快速变化的信号等应用中具有精度高、抗噪性好的优点,然而该算法实时性较差且精度受相位差测量影响较大。提出了基于全相位的同频融合分层算法,通过设计分层算法以减少多重循环中的冗余计算单元,可在不牺牲精度的前提下成倍降低运算量;采用全相位谱分析法降低相位差测量误差,明显改善了相位差补偿效果。理论分析与对比实验表明,该算法对同频融合过程有显著的改进效果。