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.     

智能1553B接口软核实现技术

为了提高计算机系统数据处理能力,防止数据丢失现象,减小接口板空间,同时方便接口模块的修改、扩展和升级,提出了一种基于Nios II软核处理器的智能1553B接口软核实现技术。系统设计以软硬件协同工作的形式实现。硬件设计是通过在一片Altera公司Cyclone II系列的FPGA芯片上配置Nios II软核处理器、PCI接口、存储器接口、自定义接口逻辑等来生成SOPC,最后在FPGA外添加外围总线控制器芯片来实现。以硬件设计为基础,以软件设计完成1553B数据传输功能。由于采用了软核设计技术,使得系统具有了设计灵活、集成度高、低成本等优点。     

基于1553B总线的MMW/IR双模导引头实时数据传输系统

MMW/IR双模导引头数据实时、可靠传输决定着该系统的总体性能.根据毫米波、红外导引头及系统信息处理设备之间互联模型(OSI),对1553B总线系统整体框架进行了研究及设计,对信息传输、处理模块进行分层,细化了各个层次之间的关系,并根据各个层次的功能特点,给出了1553B总线系统硬件设计方案和软件设计方案.经过制作与测...     

一种VXI总线高精度时钟源的设计

阐述了基于VXI总线的高精度时钟源模块的组成框图及基本原理 ,由FPGA器件实现VXI总线寄存器基接口电路及控制功能 ,采用AD985 0DDS (直接数字频率合成器 )实现高精度分频功能 ,提出了用ECL器件实现延迟调节与输出驱动的设计方法 ,具有经济实用的特点     

北斗战场通信网络身份认证方法

为了提高战场通信网络的安全性,基于北斗卫星导航系统("BeiDou"navigation satellite system,BDS)所提供的高质量的定位、授时以及短报文通信功能,提出了一种基于"北斗"的战场通信网络身份认证方案。该方案利用"北斗"高精度的授时功能实现整个网络中时钟的精确同步,将该时钟信息作为时间戳值加入到身份认证过程中以抵抗重放攻击;同时将节点从"北斗"获得的位置信息也加入到身份认证信息中,解决了战场中我方节点被俘获所带来的安全问题,结合传统的随机数以及证书加密,实现了通信双方多因素双向认证。通过对方案进行安全性分析和SVO逻辑分析可知,该方案能够抵抗常见的攻击方式,并且不存在安全漏洞,适合应用到战场通信网络。     

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。     

便携式1553B总线通讯接口卡的设计与实现

为使便携式计算机与1553B总线设备间的数据通讯更加方便快捷,提高设备检测效率,设计了一种便携式1553B总线通讯接口卡。接口卡采用功能模块化的方法,设计了USB协议接口模块和1553B协议处理模块,并将USB总线通讯接口模块、缓冲模块、定时模块均集成于一片FPGA上。为实现安全性与可靠性,同时还设计了ESD保护电路。给出了接口卡的总体设计思想及工作原理,详细介绍了硬件设计和软件设计思想。经多次测试,验证了其可行性,结果满足实际应用的需求,实现了接口卡的可靠性和便携性。     

基于PCI总线的多路数据总线接口设计与实现

提出了一种主处理机可以直接控制的1553B总线接口模块的设计与实现方案,并简要介绍了其硬件结构、工作过程和软件开发.利用PCI协议芯片实现PCI局部总线与军用1553B总线的桥接,采用WDM技术编写驱动程序.所设计的总线接口模块符合MIL-STD-1553B总线标准,具有结构简单、成本低廉、操作方便等特点,可用于仿真,开发1553B总线产品.     

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.     

基于1553B协议的星载高速无线数据网络协议的设计*

星载无线数据网络可以解除航天器内错综复杂的线缆网的束缚,是航天器轻小型化的重要技术储备。旨在替代航天器内现有的点对点三线制的LVDS线缆,提出了一种基于脉冲超宽带(IR-UWB)技术的星载高速无线数据网络的设计方案,并重点介绍了高速无线网络协议的设计和实现。网络协议设计参考了美国军用数据总线标准MIL-STD-1553B 协议,采用时分制指令响应机制,分别对其物理层、链路层、网络层和应用层进行设计,以适应星载高速率无线数据传输的要求,具有灵活性高、可靠性高、扩展性高的特点。网络协议的IP核经过地面演示系统进行验证,实验测得应用层数据传输的误码率小于10_-10。     

基于星架系统结构参数的卫星载荷减振方法

卫星工程中广泛采用的有效载荷支架结构可能会与卫星主体结构发生动力耦合,进而造成有效载荷响应显著放大。进一步将有效载荷支架与卫星主体结构考虑为一个整体系统(称为星架系统)。采用有限元方法建立某型卫星系统级动力学分析模型,从中提取结构参数建立集中参数模型,并针对结构参数进行单变量影响分析。结果表明:所建集中参数模型能够反映支架结构与卫星主体结构之间动力耦合规律,载荷响应对两者频率参数的敏感程度远高于其阻尼和质量参数,卫星结构设计阶段应重点考量主体结构和支架结构频率关系以优化卫星载荷的动力学环境。     

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。     

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。     

基于卫星导航数据在线拟合星光折射模型方法

基于星光折射的自主导航系统结构简单、成本低廉,理论上能够实现对飞行器的高精度导航.但由于测量模型受大气参数不确定性的影响,使得该导航方法的精度及可靠性严重降低.根据飞行器处于低轨段的卫星导航数据,通过神经网络在线拟合星光折射模型,避免了大气参数不确定性的影响,提高了星光折射导航精度.通过仿真重点研究了星光折射模型的特点...     

结合景象匹配与惯导信息的SAR平台定位方法

利用高度传感器提供高度信息,结合高精度异源图像匹配技术与惯导系统漂移修正方法实现SAR平台定位。根据成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在单帧图像中心线上均匀选取若干点与光学基准图进行高精度景象匹配;计算平台在水平面上投影位置,并利用高度信息确定其空间位置;使用序列图像定位结果估计惯导系统漂移参数,对惯导系统输出的位置数据进行修正,实现高精度的SAR平台定位。对各误差因素的影响进行分析,推导了精度估计公式。仿真和实际序列图像实验结果表明,方法正确可行,具有较高的平台定位精度,具备一定工程实用价值。     

反电动势对无扰载荷航天器精确定向的影响

无扰载荷航天器中非接触式作动器反电动势会引起有效载荷模块与支持模块之间的耦合，影响有效载荷模块的精确定向性能。通过建立无扰载荷航天器的耦合动力学模型，分析非接触式作动器反电动势对有效载荷模块精确定向性能的影响。考虑六支杆立方构型无扰载荷接口，结合拉格朗日方程和牛顿欧拉方法建立有效载荷模块平台动力学模型。推导非接触式作动器的输出力模型，并引入有效载荷模块平台动力学模型，给出考虑非接触式作动器反电动势的耦合动力学模型。将支持模块上飞轮动静不平衡引起的谐振作为干扰力矩，建立了无扰载荷航天器在轨定向状态的Simulink仿真模型。仿真结果表明，反电动势系数越大，干扰力矩对有效载荷模块的影响越大，有效载荷模块精确定向精度越低。