TPC码块同步参数设计

研究TPC编码遥测系统中的码块同步技术,设计一种类似于遥测帧同步的码块同步方法,分析了同步器工作的逻辑状态,用平均入锁时间来评价同步性能,并推导出其解析公式。通过计算,确定了最佳的同步字长度和同步器参数,可供实际工程参考。     

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。     

虚拟无线电航天测控系统数据并行同步传输技术研究

虚拟无线电测控模式是航天器测控发展的必然趋势,虚拟无线电测控与软件无线电测控在多路数据并行传输和时间同步方式上有着本质的区别。本文在分析数据并行同步传输基础上,提出利用动态分时复用的传输模式,解决在较大传输时延情况下,传统软件无线电帧结构造成并行传输的高速数据被低速数据阻塞的现象;并针对虚拟无线电测控系统采用的异步工作模式造成数据传输和处理时延不确定性的问题,提出基于数据帧结构的时间同步方法,以较为通用化的方法实现测量同步。     

极弱信号环境下GPS位同步和载波跟踪技术

为解决环路未锁定、无法找出正确的导航数据位跳变点时极弱全球定位系统(GPS)信号跟踪问题,通过分析信号跟踪模型和相关器1 ms采样数据特性,将最优路径动态规划算法应用于GPS位同步,并提出基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)和位同步结合的载波联合跟踪算法。建立了适合位同步的SRUKF载波环参数估计模型,针对位同步的实现条件和无相位频率先验信息的情况,将位同步模块提前,研究设计了环路未锁定时串行和并行两种弱信号跟踪方案。位同步跟踪完成后环路采用单独的SRUKF工作方式。实验结果证实该文提出的算法具有较高的数据位边缘检测概率(EDR)和参数估计性能,而无须关心环路是否处于锁定状态,能够对载噪比低至22 dB/Hz的弱信号实现跟踪。     

无人机视频图像与测控数据同步记录与回放系统

无人机越来越多地应用于侦察领域,其侦察情报主要来自于测控数据与视频图像。传统的视频图像与遥测测控数据的记录普遍采用独立记录方式,数据同步性低,严重影响事后情报生成的准确性,为此提出了无人机视频图像与测控数据同步记录与回放系统。试验结果表明,系统回放时保持了系统输入顺序和时间基准,准确地还原了飞行时视频图像与测控数据同步状态。     

VMIC实时网络在导弹半实物仿真中的应用

实时通信技术和同步算法是半实物仿真系统的关键技术。本文针对某型导弹半实物仿真系统强实时性的设计需求,选择VMIC反射内存卡来搭建仿真系统通信网络平台。采用基于VMIC虚拟共享内存软件中间件的设计方法,提出服务器、客户机和监听机3种工作模式,完成了整个实时网络通信程序的开发,解决了实时通信和时钟同步问题。平台仿真结果表明,该半实物仿真系统具有很好的实时性,仿真周期内没有出现数据错帧和丢帧现象,保证了系统数据通信的同步,对导弹武器系统研制具有重要的应用价值。     

CCSDS建议在某新型航天器测控中的应用

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的AOS(高级在轨系统)数据传输机制和TM(遥测)信道编码,较好地满足了某新型航天器遥测功能服务于多数据源、信号格式采用帧结构以及链路采用高性能信道编码的要求。某新型航天器测控采用AOS建议的插入业务和位流业务专用虚拟信道分别解决了多个不同特征数据源的遥测数据等时传输问题;采用CCSDS建议的传送帧结构满足了非相干测量功能对下行信号的要求;同时参考CCSDS遥测同步和信道编码建议中Turbo码的码型设计和码块同步方法,完成了下行链路高性能信道编码设计。     

一种新的Turbo码同步字模板的性能研究

介绍了CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议中不同编码率下的Turbo码同步字模板,分析了其自相关函数及峰值副瓣电平特性,据此提出了具有更好自相关函数的新同步字模板。通过对2种同步字的接收机同步检测性能的仿真分析,发现在同步字长度为128bit和192bit的情况下,新同步字模板在漏检率、错锁率等同步性能上得到较大改善。     

高光谱观测卫星高精时间同步方案设计与应用

为了满足星上高光谱相机、全谱段光谱成像仪、星敏感器等时间精度敏感仪器的高精度时间同步需求,高光谱观测卫星上设计了可适应多种精度需求的时间同步方案。对于系统时间,综合通过星地时差集中校时、均匀校时、GPS总线校时、GPS硬件秒脉冲校时等校时方法进行时间修正;对于终端用户,分别给出直接采用广播的进行本地时间修正的时间同步方法、采用广播及内部秒脉冲的时间同步方法、采用广播授时和不同秒脉冲校时方案的地面时间重建算法。利用在轨数据,对卫星星敏感器、全谱段光谱成像仪及可见短波红外高光谱相机的曝光时刻时间重建方法进行了应用说明,并对不同方法的时统误差进行了分析。     

Turbo码块同步参数优化设计

在信道码码块同步技术研究的基础上,针对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议规定的Turbo码,为不同码块长度、不同编码效率的Turbo码设计一组最佳同步参数,以最优化平均入锁时间和数据有效率。利用理论推导出的解析公式,计算不同参数下的平均入锁时间和数据有效率,从而优选出最佳同步参数,并归纳总结最佳同步参数的特点。本文得到的同步参数可为实际工程提供参考。     

综合模块化航电系统时间管理技术

综合模块化航电系统(IMA)为有效协调各子系统以及子系统内各任务的协作关系,对系统的时间同步精度提出了很高的要求。在分析网络常用的时间同步协议的基础上,提出了一种适合IMA系统时间同步的时间管理技术。该技术实现相对简单且比较经济,基本上能满足新一代IMA系统的时间同步精度要求。     

具有（N-1）/2次乘法的快速傅里叶变换

 本文提出递归傅里叶变换的一种快速实现方法。对于一个质数长度的离散傅里叶变换,仅需用一个复数系数就可以递归算出全部N个（N=P）频率分量。恰当地选用这个系数,使其为2^-m形式,就可以用（m-1）次移位代替乘法,免去了递归结构内部的乘法,大大提高运算速度。这种方法结构简单,总共需用（N-1）/2次实数常数乘法,尤其适于硬件实现。文中给出快速运算的系数表、硬件实现的方案及乘法次数的比较,讨论了系数误差的影响,并提出了高精度实现的方案。     

复合材料层压结构铺层顺序优化设计特征提取算法

受在感知过程中抓住主要特征的启发,结合复合材料层压结构优化问题的特点,借鉴遗传算法、蚁群算法等模拟进化优化算法的流程,提出1种"特征提取"的优化算法。根据目标函数值f(→Xj)(j=1,2,…m)的大小,对相应的m个设计变量向量→Xj=(x1,j,x2,j,…,xi,j,xn,j)(j=1,2,…m)进行排序;在一定的"背景噪声"S下,根据"特征提取"指示向量P提取群组中较优方案的共同特征,生成m个新的设计变量→X′j。算例验证表明,所提出的算法是有效的。     

无线传感器网络时间同步协议动态切换机制

针对当前无线传感器网络时间同步协议通用性差的问题,提出了基于主动编程思想的时间同步协议动态切换机制,设计了能够动态适配的时间同步协议切换框架,重点讨论了节点间相互通信、时间戳标记、协议切换、本地时间与全局时间的转换等4个关键问题,并且在TinyOS（Tiny Operating System,微操作系统）平台上对新机制进行了仿真验证,比较了新机制同2种主流时间同步协议之间的性能差异.仿真结果表明：新机制能实现时间同步协议的动态配置,提高协同效率,节省切换开销,具有良好的应用前景.     

基于卫星授时控制器的设计与实现

针对一些小型试验场或舰船上的条件局限性,对授时、控制等参试设备提出了更高的要求,希望提供一种功能全面、携带方便的小型化设备,用以满足试验的多种需求.为解决这个问题,研制了新一代时统设备——卫星授时控制器.基于GPS（全球定位系统）/BDS-Ⅱ（“北斗”二代）卫星授时原理,采用功能较强的微控制器和可编程器件产生多种时频信号、控制信号和模拟导航信息,实现了定时、控制、接收和产生等多重功能,提高了设备的集成性、通用性和便携性;同时采用倍频、锁相、驯服等技术,使设备10 MHz频率源的准确度提高2个量级,卫星同步精度优于50 ns.该控制器已成功应用于移动测控站和舰船试验中,效果良好.     

Dryden大气紊流频谱的等价确定性函数及其在飞机响应问题中的应用

本文扼要评述了B.Etkin等人最近发表的多输入随机过程的等价确定性输入方法（EDIT）,并且加以扩展,导出线性变换公式,分析了确定性输入函数的奇偶性。按照EDIT把目前常用的Dryden大气紊流频谱化成等价确定性时间函数,并拟合成简单的表达式。说明了在时域内计算飞机对大气紊流响应特性的方法和步骤。在算例中比较了用EDIT和常规的功率频谱法所得的结果。     

CCSDS近地LDPC译码算法研究

针对CCSDS（空间数据系统咨询委员会）推荐的近地LDPC（低密度奇偶校验）码技术进行了研究,建立了和积译码算法、对数似然和积译码算法、最小和译码算法的数学模型,并对上述译码算法的译码复杂度和译码性能进行了仿真分析.分析结果表明,和积译码算法与对数似然和积译码算法的译码性能距离香农限1.2 dB,最小和译码算法的译码性能距离香农限1.45 dB.因此,提出基于最小和译码算法的改进算法——偏移最小和译码算法与归一化最小和译码算法,并分析了这2种译码算法的译码复杂度,同时进行了大量仿真实验.实验结果表明,当偏移因子β=0.15时,偏移最小和译码算法性能达到最优,译码性能距离香农限1.25 dB;当归一化因子α=0.741 2时,归一化译码算法的译码性能达到最优,译码性能距离香农限1.2 dB.归一化译码算法具有优异的译码性能和合理的复杂度,可以遴选作为CCSDSLDPC的译码算法用于工程实现.此外,还研究了迭代次数对译码性能的影响,结果表明,当迭代次数大于10次时,译码性能提升不再明显,故工程实现时迭代次数应设置为10次.     

协同数据链的高精度时间同步设计

鉴于Link16中的RTT时间同步精度为百纳秒级别，针对其精度不高和需要GPS进行初始粗同步的缺点，本文分析了双向比对时间同步的各误差项，给出了各项误差消除或减小方法，最终能实现优于10 ns的时间同步精度，并首次提出不需要其它导航源进行初始粗同步的自主RTT算法。最后，在协同数据链动态自组织组网的需求下，对动态时隙分配时的RTT算法进行了分析，计算出对基准频率源的准确度要求，保证了改进算法在动态时隙分配时也能达到10 ns的精度。     

Frame Synchronization in the Presence of Errors and Erasures

An approach to the problem of achieving frame synchronization in the presence of jamming or other large disturbances is presented. It is assumed that the disturbance can be detected at the receiver, which then erases the corresponding bits and passes this information to the synchronizer. A synchronization algorithm designed to operate in the presence of both erasures and background errors is described and evaluated for a representative set of system parameters. This algorithm is shown to have a significant advantage over an algorithm which does not use the location information inherent in the erasure model.     

流场计算程序自动并行化的帧同步和帧通信策略

针对流场计算中巨大的计算量和存储量要求及并行机使用困难的问题,研究以SPMD模式把结构化网格有限差分算法的串行程序自动并行化后的同步和通信方法。提出了一种有效的帧同步和帧通信策略,在每帧结束时集中进行同步和通信。同时,设计了同步点自动定位算法,它是实现该策略的关键技术。通过分析,证明帧同步和帧通信策略能保证并行流场计算程序的正确性,有效降低同步和通信开销,并便于实现消息传递,从而获得了可观的加速比。