多功能一体化雷达任务调度算法研究

雷达、电子战、通信等多功能电子系统一体化是雷达的发展方向之一,资源管理与调度技术是一体化雷达的关键技术。针对基于孔径分割实现雷达、电子对抗、通信等多种功能的一体化系统的任务调度问题,对系统任务建模、调度算法设计、算法评价指标进行了探讨。在研究常规相控阵雷达调度策略的基础上,提出了采用多任务并行EDF(Earliest Deadline First)算法来实现系统的自适应调度。最后对比常规多功能雷达的自适应调度进行了仿真比较,且对仿真结果进行了定量分析,结果表明采用多任务并行EDF(MTPEDF)算法的基于孔径分割的一体化雷达系统具有一定的优越性。     

基于变长度调度间隔的雷达资源调度算法

在相控阵雷达完成精密跟踪和目标识别等不同任务时,波形、数据率和积累时间等雷达资源需要自适应改变,基于固定长度调度间隔的自适应调度算法较为复杂且不能充分利用雷达资源。提出了一种基于变长度调度间隔的自适应资源调度算法,根据任务请求的重要性函数安排待执行的雷达事件顺序,并根据雷达资源的动态变化情况,自适应地调整调度间隔的时间长度。利用VC语言建模弹道导弹目标和多功能地基相控阵雷达,进行分布式仿真,通过直观观测资源调度的执行过程,以及通过目标跟踪数量和时间利用率两个指标,评价了资源调度算法性能。改进算法的软件实现较为容易,可以增加目标跟踪数量,节约时间资源。     

同步卫星转发器二维时频资源蚁群调度算法

针对地球同步卫星转发器多任务时频资源调度问题,考虑任务执行时间和占用带宽需求,建立了以卫星系统总收益为目标的多约束规划模型,提出了基于任务频率时间窗口更新的蚁群调度算法.该算法综合考虑了任务优先级和时间灵活度,以增强蚁群在状态转移规则下的搜索能力;同时设计了虚拟任务、伪随机状态转移规则和信息素参数,保证算法向最优解逐步收敛.实例仿真表明,该算法相对于传统蚁群算法、遗传算法和启发式算法,在算法结果、寻优能力和稳定性方面具有显著优势.     

孔径分割多功能雷达的任务调度研究

针对孔径分割多功能雷达实时任务调度中资源利用不充分的问题,提出了一种基于扩展域的任务自适应调度方法。方法以时间指针为对象,对该时刻的任务分析范围从当前调度间隔扩展到整个调度时间轴,从整个调度时间轴上所有满足时间指针处执行条件的任务中,选择一个优先级最高的任务,可实现任务间的紧密安排,有效减少空闲资源的浪费,使得孔径分割雷达能够在有限的资源内调度执行更多的任务。最后,将该方法与传统多任务并行调度方法进行对比仿真,仿真结果证明了该方法的有效性和优越性。     

相控阵雷达系统设计的研究

由于阵列天线的波束捷变能力，相控阵雷达可以同时执行搜索和跟踪的多功能任务。多功能要求使相控阵雷达系统的设计方法不同于单一功能的雷达。本文介绍了相控阵雷达的目标捕获和跟踪，对跟踪误差信号的处理、波束控制及系统定时也进行了讨论。     

数字阵列雷达在线交错调度算法

传统相控阵雷达中的调度算法难以充分发挥数字阵列雷达的多功能优势.针对这一问题,结合数字阵列雷达的任务结构,提出一种在线交错调度算法.通过将交错调度分析分解为时间资源约束分析和能量资源约束分析,算法能够对所有满足约束的任务进行交错调度：利用任务中的等待期来交错执行其它任务的发射期或接收期,并且不同任务的接收期可实现相互交叠.仿真结果表明,由于雷达任务中等待期和接收期得到充分利用,相比于三种传统的调度算法,所提算法的调度成功率、实现价值率和时间利用率均得到有效提升.     

多功能组网雷达可变参数任务规划方法

针对任意周期雷达任务(侦查、干扰、探测等)在多功能组网雷达中的规划问题,提出了一种可变参数的任务规划方法。首先,分析雷达任务特性,建立可变参数雷达任务模型。然后,设定组网雷达中各雷达任务规划时间窗宽度和开槽宽度,使组网雷达可执行任务的周期与现有任务周期最接近。接着,针对雷达任务任意周期的特点,以任务周期变化量最小为原则对任务周期进行调整,保证多个任务在同一部雷达中不重叠,并且具有周期性。最后,利用启发式算法,以任务驻留时间的平均隶属度最大为目标完成任务规划。仿真结果与实例证明了该方法的有效性。     

基于滚动周期粒子群算法的雷达组网协同分配方法

针对反导预警系统执行饱和弹道导弹目标攻击场景中的雷达实时任务分配问题,提出一种资源约束下基于动态自适应滚动周期混合粒子群算法的多任务协同分配方法。根据弹道导弹的目标特性,建立了任务综合优先级规划模型;为了实现分配效能最大化,考虑资源约束的基础上建立了雷达资源利用率、任务综合价值实现率、雷达切换次数、任务调度成功率为目标函数的雷达组网多任务资源分配模型,基于离散粒子群算法进行粒子迭代逻辑优化,满足算子自适应的选择、变异及交叉操作;为适应战场环境的动态复杂特性,建立了滚动周期调度模型和事件重调度模型,设计的协同调度策略很好地满足了实时性的要求。仿真结果表明,在饱和场景下使用基于动态自适应滚动周期混合粒子群算法能够有效解决实时雷达组网多任务协同分配问题。     

一种基于蚁群算法的多任务联盟串行生成算法

联盟生成是多Agent系统的一个关键问题,主要研究如何在多Agent系统中动态生成面向任务的最优Agent联盟.引入蚁群算法解决多任务联盟问题.提出了一种基于蚁群算法的多任务联盟串行生成算法,对于任务序列可依次生成全局最优联盟,避免了联盟死锁和资源浪费,同时算法基于蚁群系统的学习能力可以有效减少联盟生成的搜索时间和计算量,可实现性好.     

无人机载射频任务资源调度算法研究

资源调度技术是多功能系统实现多任务的核心关键技术之一。文中针对无人机载射频系统的多种任务类型，建立射频任务资源调度数学模型，给出评价指标，基于重要参数提出了三种资源调度算法。通过对三种资源调度算法进行仿真对比分析，总结各算法在不同场景下的适应性及其优缺点。结合实例说明基于复合函数的资源调度算法的有效性，为相关技术研究和工程实践提供参考。     

自适应雷达控制（ARC）技术及其系统设计考虑

有效的多功能雷达控制是实现舰载多功能相控阵雷达（ＳＭＦＡＲ）多功能、资源合理利用，以及在复杂干扰和ＥＣＭ环境下提高雷达作战能力的关键，ＡＲＣ与常规雷达的控制方法有很大的区别。本文综合阐述了ＡＲＣ的主要技术以及采用“ＳＭＦＡＲ功能仿真系统”进行建膜和仿真和研究结果，所提出的ＡＲＣ控制方法能够在多功能要求下可靠地安排雷达事件，有效地控制雷达工作，实现雷达资源利用的平衡。     

多智能体强化学习驱动的无人机动态信道分配

针对无人机编队在进行远距离实时视频传输时频谱资源不足且利用效率低、吞吐量要求较高、传输任务难以完成等问题,提出了多智能体强化学习驱动的动态信道分配算法,使得无人机编队可以根据传输任务和信道环境动态地选择使用的信道,实现了频谱资源的高效利用。该算法使用了集中式训练分布式执行的架构,通过联合探索和联合学习的方式保证了无人机间的探索和合作能力,使得每架无人机均可以依据局部观测信息同时独立分配自身使用信道,提高了算法的灵活性和可行性,并减少了频谱分配用时。仿真结果表明,该算法训练过程性能更好,执行时相比于现有算法可以提高编队整体的平均任务传输成功率。     

基于脉冲交错的分布式雷达组网系统波束驻留调度

该文针对分布式雷达组网系统提出了一种基于脉冲交错的实时波束驻留调度算法。该算法引入时间指针向量,用于指示何时选择具有最高综合优先级的波束驻留任务,该任务被分配至交错时间利用程度最低的雷达节点,有效减少了调度过程中引入的时间空隙;同时,脉冲交错分析方法决定对于被分配的波束驻留任务是否可以在相应的雷达节点成功调度执行,其中,引入时隙占用矩阵和能量消耗矩阵来表征各个雷达节点的时间与能量资源使用情况,简化了交错分析过程,并实现了具有不同脉冲重复周期与个数的波束驻留任务之间的交错。此外,为了提高波束驻留调度的效率,所提算法还引入交错时间利用率门限自适应选择时间指针的滑动步长。仿真结果表明,该文所提算法能实现分布式雷达组网系统实时的波束驻留调度,并能获得较现有波束驻留调度算法更好的调度性能。     

相控阵雷达多任务调度管理

雷达资源管理的目的就是合理利用有限的雷达资源完成尽可能多的任务和功能,合理地兼顾多任务和数据率的要求,发挥出雷达最大的整体效能.文中分析了不同工作方式下的时间间隔和数据刷新率的关系,介绍了3种不同的雷达资源调度管理原则和方法.最后,根据相控阵雷达能任意指定各波束位置的特性,在相控阵雷达资源的多任务分配与调度时,举例分析了如何通过权重的合理调整,达到提高重点任务数据刷新率的目的.     

基于实数遗传算法的米波雷达方位超分辨研究

超分辨谱估计技术可以在不增大天线口径的情况下提高米波雷达的方位角分辨力.利用实数遗传算法实现了波达方向(DOA)估计的参数模型拟合类超分辨方法,并利用计算机仿真和米波雷达的实测数据进行了算法性能分析,分析结果表明利用实数遗传算法的全局寻优能力可以改进米波雷达方位超分辨方法的性能.     

基于希尔排序的动态优先级调度算法

实时调度策略中,EDF算法应用最为广泛,但其在系统过载的情况下,仅由任务截止期决定任务执行顺序,使得截止期错失率非常高,且系统收益小.近年来,出现了一些改进的EDF算法,综合考虑了时间和执行价值,但未加入能量因素,对于能量有限的系统,充分利用能量是极其重要的.针对这一问题,提出一种基于希尔排序的动态优先级调度算法,在系统过载时,综合考虑任务截止时间、执行价值、消耗能量三种因素确定任务优先级,通过希尔排序算法选出优先级高的任务加入优先调度子集,进行率先调度.实验结果表明,该算法不仅能降低任务截止期错失率,还能提高系统执行收益.     

机载惯导系统的EDF算法优化研究

文章针对机载惯导系统软件的通信模块中出现多任务同时争夺处理机的过载情况,提出一种改进的最早截止时间优先算法（DPEDF）,以最大化完成任务的静态优先级之和为目标,引入动态规划的方法建立调度模型,计算近似最优阔度序列,实现了导致过载发生的各个任务优先级的动态划分。通过示例展示了如何化解过载,保证实时系统正常运行。     

一种数字阵列雷达自适应波束驻留调度算法

 根据数字阵列雷达的信号处理特征,提出了一种应用于数字阵雷达的波束驻留调度算法.该调度算法以一种在线脉冲交错技术为基础,它使得不同的驻留任务能在满足系统时间和能量资源约束的条件下交错执行,其中,驻留等待期可用来执行其它驻留的发射或接收子任务且不同驻留任务的等待期可在时间上相互重叠.仿真结果表明,由于驻留任务等待期和接收期的充分利用,与传统波束驻留调度算法相比,此算法能有效地降低各类任务丢失率,从而获得更高的系统实现价值率.     

HRRF任务调度在汽车仪表中的改进与实现

汽车仪表中的嵌入式系统通常采用前后台循环设计模式,该模式下各任务执行频率强制相同,执行顺序无法改变,任务每次等待时间波动较大,难以保证实时性。为解决上述问题,利用高响应比优先(HRRF)任务调度算法的优点,对其进行改进,并将其应用在汽车仪表的软件设计中。把周期性任务按优先特性分类,实时更新各任务的等待时间和服务时间,考虑任务截止期错失,每次选取同类别中响应比最高的任务执行。实际应用表明,该方法调度开销小,实时性高,且方便维护和移植。     

基于嵌入式系统的雷达控制器

功能强大的雷达控制器是实现现代相控阵雷达多功能、资源合理利用，以及在复杂环境下提高雷达作战能力的重要部件。文中通过分析嵌入式系统的开发过程、特点，提出了以嵌入式系统为核心进行雷达控制器设计的观点，比较详尽论述了雷达控制器的实现方法。