AOS自适应帧长传输算法研究

以自适应帧长传输的高级在轨系统(AOS)为对象,从提高系统吞吐量出发,对包信道复用、虚拟信道(VC)复用及帧同步技术进行研究并提出相关的算法。包信道和VC复用算法可有效解决传统固定长度帧的生成与传输问题,降低复用时延,提高复用效率;帧同步算法则解决已有算法受帧长度标识误码影响较严重的问题,提升帧同步性能和数据处理可靠性。在分析、推导并仿真各算法性能公式和参数的基础上,对系统吞吐量性能进行仿真比较。结果表明,新算法能够很好地适应AOS自适应帧长系统,保证系统高吞吐量性能。     

基于自适应不对称高斯基函数网络的可靠飞行跟踪控制

针对歼击机操纵面结构故障,提出了一种基于自适应不对称高斯基函数网络（AGBFN）的可靠跟踪控制方案。该方案的特点是在传统的线性控制器的基础上,引入基于自适应AGBFN的自适应控制器,用于在线补偿由于建模误差、外扰、以及操纵面卡死或损伤所造成的影响,并且采用控制隔离技术来处理执行机构的饱和问题。完全自适应AGBFN采用不对称高斯基函数,并且可以在线更新网络所有参数,克服了传统RBF网络对称性约束,提高了网络的适应性和学习能力,从而保证歼击机的操纵品质,且输出较好地跟踪参考模型输出。飞行仿真结果表明,文中采用的控制方法使飞机在正常状态和故障状态下均可获得满意的控制效果。     

基于遗传算法的无人机自组网吞吐量优化方法

在一些紧急情况下,无人机自组网可以为特定地域提供通信服务。无人机自组网中的每架无人机相当于一个路由器,通过无线链路形成一个网络,以实现中继通信的目的。吞吐量是一个重要的网络性能指标,无人机节点的位置对其有一定影响。首先从无人机位置和终端选择两个方面分析了无人机自组网吞吐量的影响因素;其次,建立了无人机自组网吞吐量优化的数学模型;再次,提出了一种基于遗传算法的无人机位置优化算法,使无人机网络的吞吐量最大化;最后,使用Matlab从性能、位置约束半径（PCR）的影响和粒度半径（PSR）的影响三个方面对该算法进行了仿真。结果表明,通过控制无人机位置,吞吐量可以达到预期目标,优化速度与PCR和PSR有关。     

两种自适应方向图峰值副瓣控制方法比较

自适应阵列（或称自适应波束形成）目前已广泛应用到雷达、声纳和通信领域中用来抑制各种干扰（有意的干扰，杂波干扰和多用户干扰等）。在雷达应用中，为了减轻脉冲欺骗式干扰或旁瓣目标并利用单脉冲雷达来准确测量目标波达方向．要求自适应方向图具有低副瓣和稳定的主瓣形状。在实际应用中，各种失配误差将降低自适应阵列的性能．这些误差包括由于目标的波达方向不精确引起的信号指向误差，由通道失配和位置扰动引起的阵列校准误差和由小样本教引起的协方差矩阵估计误差。在此情况下，自适应波束形成的性能大大下降（干扰抑制性能变差。主瓣失真和高的副瓣）。已提出了一种基于二次约束的集成峰值副瓣控制（integrated peak sidelobe control，简称IPSC）方法。该方法可以精确地控制峰值副瓣电平并产生具有稳定的主瓣形状的自适应方向图。研究IPSC中目标信号的影响和信号消除方案以进一步提高IPSC的性能。并将IPSC方法和最新提出的基于二阶锥规划（second-order cone programming，简称SOCP）的分布式峰值副瓣控制（distfibuted peak sidelobe control，简称为DPSC）新方法在性能上进行了比较。仿真结果表明。在干扰抑制性能和方向图控制质量方面IPSC比DPSC性能优越。此外IPSC比DPSC计算高效。     

一般HSDB网络的消息延时控制

分析了一般高速数据总线ＨＳＤＢ网络中消息延时控制的机理;根据不同优先权的网络吞吐量导出了一般ＨＳＤＢ网络设置４个定时器（１个令牌握有定时器（ＴＨＴ）和３个令牌旋转定时器（ＴＲＴ））的解析表达式,为用户应用ＨＳＤＢ网络设置ＴＨＴ和ＴＲＴ提供了理论参考依据。     

基于自适应深度网络的无人机目标跟踪算法

针对无人机（UAV）视频中目标易受到遮挡、形变、复杂背景干扰等问题，提出一种基于自适应深度网络的无人机目标跟踪算法。首先，基于主成分分析（PCA）和卷积神经网络（CNN）算法，设计3阶的自适应深度网络进行目标特征提取，该网络对图像的H、S、I通道分别进行主成分分析学习，将得到的特征向量输入网络进行分层卷积，优化了网络结构，提高了网络的收敛速度和精度。其次，将目标深度特征输入核相关滤波算法进行目标跟踪，通过分析相邻2帧图像的变化率，采用分段自适应调整学习率的算法进行目标模板更新，有效地改善目标遮挡问题。仿真实验结果表明，该算法有效地避免了复杂因素干扰导致的跟踪精度下降，具有较好的鲁棒性，相较于全卷积跟踪（FCNT）算法平均跟踪精度提高了9.62%，平均跟踪成功率提高了11.9%。     

基于自适应双稳态随机共振的中介轴承故障诊断方法

针对航空发动机中介轴承故障信号微弱，故障特征提取困难的问题，提出了基于容忍遗传算法（TAGA）的自适应双稳态随机共振（BSR）的中介轴承故障诊断方法。在传统自适应遗传算法中引入容忍度思想，建立一种容忍遗传算法，采用容忍遗传算法对双稳态随机共振系统的结构参数a，b进行优化，建立自适应双稳态随机共振系统对故障信号进行处理。为验证该方法的有效性，搭建了中介轴承故障模拟实验系统，开展中介轴承内圈和外圈故障模拟实验。采用该方法分别对仿真信号和实验信号进行处理。结果表明:该方法能够对故障信号进行增强，提升了故障特征频率提取能力。自适应优化结构参数后，提取的特征频率与故障频率理论值的误差小于0.1%。      

自适应设计空间扩展的高效代理模型气动优化设计方法

对基于Kriging模型气动优化的加点方法和设计空间的构建问题进行了研究。首先,针对高效全局优化（EGO）方法收敛缓慢的问题,提出了一种混合加点方法,该方法通过引入期望提高（EI）阈值控制EI和最小预测值（MP）加点准则,利用先全局再局部的优化思想,提高了EGO方法在确定设计空间内的收敛性。其次,针对设计空间的构建问题,对比了扩大设计变量范围和多轮优化两种不同的设计空间构建方法,分析了设计变量范围对设计空间大小和样本密度的影响,进而提出了自适应设计空间扩展的代理模型优化方法。相对于传统固定设计空间的方法,自适应设计空间扩展的方法在动态的设计空间中进行优化搜索,只在有潜力的维度扩展设计变量范围,通过构建自适应设计空间,实现了样本的高效配置。最后,通过ADODG标准翼型优化算例证实,自适应设计空间优化方法可以大幅提高气动优化设计效率。     

气体动理论BGK格式的网格自适应方法

为了提高气体动理论BGK（Bhatnagr-Gross-Krook）格式在超声速流动问题计算时激波捕捉的准确性与计算效率,提出了一种适用于气体动理论BGK格式的网格自适应加密方法。该方法采用基于四边形的链表技术来描述网格的拓扑结构,在物理量重构过程中,使用了在四边形网格中表现优异的van Leer限制器,以保证粗细网格过渡处物理量重构的精度。用跨声速翼型绕流（马赫数Ma=0.85）、超声速前台阶流（Ma=3）和高超声速圆柱绕流（Ma=8.03）等多个典型算例验证了BGK自适应网格方法。计算结果表明,自适应网格BGK方法在保证数值精度的前提下,可大幅度提高计算效率。这为该方法用于高效地解决复杂问题提供了一种选择。     

对称HSDB网络的平均吞吐量分析

高速数据总线（ＨＳＤＢ）协议定义了多优先级方案来处理时间苛刻消息和时间非苛刻消息的数据传输，这是通过四个定时器（一个令牌保持定时器（ＴＨＴ）和三个个牌旋转定时器（ＴＲＴ））在不同的优先级之间分配网络带宽，同时增大时间非苛刻消息的延时来满足时间苛刻消息的传输．本文在网络上各站的ＴＨＴ和ＴＲＴ初始值相同、消息包到达率相同和消息包长度分布相同的条件下分析了多优先级方案的特性，建立了ＨＳＤＢ网络的平均吞吐量模型，导出了不同优先级的平均吞吐量解析表达式，并通过软件仿真验证了由模型得到的解析表达式。     

Cooperative Routing for Maximizing Network Performance of Wireless Networks

To greatly increase spectral efficiency and improve network performance in wireless networks,a novel cooperative routing algorithm,namely maximum throughput cooperative routing(MTCR) algorithm,is proposed.According to cooperative link model,throughput analysis is presented to evaluate performance improvement in the process of exploiting cooperative commu-nication from physical layer to higher layer.Taking the throughput improvement as performance metric,a cooperative relay se-lection scheme is developed.Finally,based on the route constructed by adaptive forwarding cluster routing(AFCR) algorithm,each node on the route selects the optimum cooperative node from all the potential cooperative nodes to construct the coopera-tive link with maximum throughput so that cooperative route with maximum network throughput from source to destination can be set up.Simulation results show that compared with the noncooperative routing algorithm and minimum power selection de-code-and-forward(MPSDF) routing algorithm,the proposed algorithm can obviously improve network throughput in the pres-ence of low transmission power,large number of nodes and high spectral efficiency.     

一种优先级区分的机载无线网络MAC层自适应退避算法

针对现有无线网络媒介接入控制(MAC)协议退避机制存在的竞争窗口(CW)易产生振荡、不能为紧急业务提供低时延QoS保障、难以区分服务类别等不足,提出了一种区分业务优先级的自适应退避(PAB)算法。该算法在二进制指数退避(BEB)算法的基础上,根据信道忙闲标识和业务优先级自适应选择相应退避阶段,通过参数设置可对不同优先级业务相邻退避阶段的前、后转移概率进行调整。利用二维马尔可夫链理论对PAB进行了建模分析,理论分析获得了饱和吞吐量和平均MAC时延的数学表达式,仿真实验结果表明:在机载无线网络(AN)环境下,PAB的性能相对BEB有了显著提升,可有效保障机载无线网络多业务类型的传输需求。     

面向无人机蜂群的航电云多层任务调度模型

在航空作战体系中，基于航电云的无人机（UAV）蜂群作战是提高未来无人机综合作战能力的一种新模式。针对无人机蜂群作战的航电云架构，如何将云端作战任务派发到无人机且保证作战任务完成时间是其中关键。在无人机蜂群分层分簇网络结构和模块级资源虚拟化的基础上，对传统单层平台级任务调度模型进行改进，提出了一种细化到模块级的多层任务调度模型，将作战任务从云端逐层调度到无人机功能模块上执行。利用OMNeT++对无人机蜂群多层任务调度模型以及传统的单层任务调度模型分别进行仿真，云端以攻击使命组为例构建使命组集进行分配，并对任务吞吐量、消息平均端到端延时和任务完成时间进行性能对比。仿真结果表明：与平台级单层任务调度相比，在执行任务方面，模块级多层任务调度模型将单个任务平均完成时间降低了46.2%，将使命组完成时间降低了52.1%，在保证任务吞吐量的基础上具有对复杂任务更稳定的调度能力；在网络性能方面，模块级多层任务调度模型消息端到端延时更低，延时分布更集中，提高了网络消息传输的实时性。     

NEW DYNAMIC SLOT ASSIGNMENT SCHEME OF SELF-ORGANIZED TDMA VHF DATA LINK

Self- organized TDMA ( S- TDMA ) protocolproposed by Johnsson[1] in aeronautical VHF-band is the representation of the new generationVHF aeronautic data communication system.　　 A mobile station or a ground station can oc-cupy one time slot. A group of slots that span aperiod of one minute constitute one superframe.Each station broadcasts current and future slotreservation information periodically.A stationwill build up and maintain a reservation tablethrough receiving the periodic bro…     

基于 FAMA-NCS的高速分组传输网络性能

FAMA-NCS协议是无线自组网络中数据链路层的关键组成部分。在对FAMA—NCS协议的关键技术分析和信道访问机制模拟变量的基础上，根据网络中节点的重要信息排序，通过对其退避算法进行报文长度的调整，实现了对吞吐量的提升并减小了数据分组的传播时延。     

TCP-ATCA： Improved Transmission Control Algorithm in Satellite Network

An adaptive transmission control algorithm based on TCP （TCP-ATCA） is proposed to reduce the effects of long propagation delay and high link error rate of the satellite network on the performances. The flow control and the error recovery are differentiated by combined dynamic random early detection-explicit congestion notification （DRED-ECN） algorithm, and, moreover, the pertaining congestion control methods are used in TCP-ATCA to improve the throughput. By introducing the entire recovery algorithm, the unnecessary congestion window decrease is reduced, and the throughput and fairness are improved. Simulation results show that, compared with TCP-Reno, TCP-ATCA provides a better throughput performance when the link capacity is higher （ ≥600 packet/s）, and roughly the same when it is lower. At the same time, TCP-ATCA also increases fairness and reduces transmission delay.     

适于长传播时延无线网络的快速预约按需发送MAC协议

为解决无线网络中长传播时延所带来的信道资源利用率低的问题,提出一种基于快速预约按需发送(FRODT)的媒质接入控制(MAC)协议.该协议利用中心控制节点(CCN),在两个信道上安排各节点的分组预约和发送,保证了各节点可以在一帧中无碰撞地发送一个或多个业务分组,并且各节点通过一次握手预约即可完成整个通信会晤的业务分组发送...     

An air-rail inter-modal strategy for aircraft recovery

It is common that airlines encounter a disruption of a flight schedule, which is mainly caused by resource shortages. In case of a disruption, subject to scarce resources, most of airlines lose flexibility of performing aircraft recovery on the basis of business interest priorities and need to delay, swap, and cancel flights. This paper proposes an air-rail inter-modal strategy to incorporate a High-Speed Rail(HSR) transport mode into an aviation network for aircraft recovery. The air-rail inter...     

一种基于QoS的自适应混合协同传输方法及性能分析

理想的混合协同传输系统中,所有的中继节点都参与译码,将带来计算复杂度的提高、节点资源消耗的增加以及信息传输时延的增大。针对多节点的协同无线传输网络,提出了一种基于服务质量(Quality of Service, QoS)的自适应混合协同传输方法,并进行了性能分析,给出了系统误码率(Symbol Error Rate, SER)及中断概率的闭合表达式。该方法根据目的节点的QoS需求以及中继节点的信噪比(SNR)门限,动态地调整中继节点的传输模式,能够减小系统能耗,延长节点使用寿命。数值及仿真结果表明,基于中继节点信噪比门限的混合协同传输能够以较低的实现复杂度获得与理想的混合协同传输相近的性能,理论的性能分析结果与实际仿真结果相一致。     

速度型虚拟夹具辅助空间遥操作技术研究

 天地间通讯存在大时延是影响空间遥操作性能的主要问题。传统虚拟夹具应用于空间遥操作中,已获得一定的操作性能提升,但不具备动态的预测能力,对于克服时延带来的操作错觉等能力的提升有很大限制。本文提出一种速度型虚拟夹具作用于操作末端,利用操作末端的速度信息,实时改变虚拟夹具的形状,对操作末端在3 s时延后的运动进行动态预测。利用方向包围盒(OBB)方法进行图形碰撞检测,能在3 s内检测到即将到来的碰撞,按照一定规则产生相应的阻力反馈给操作者,以克服时延引起的误操作,提高遥操作性能。经过多组目标平台的近距离停靠实验,验证了该方法的有效性。