一种无人机通信测控网络仿真平台设计*

介绍了无人机(UAV)通信测控网络的概念模型,对其中无人机无线链路的性能进行了分析,研究了网络的路由选择算法,加密认证算法,并依据此模型提出了使用局域网的分布式系统设计方案,完成了网络级的仿真平台的实现。平台使用情况表明该系统在灵活性、可扩展性以及仿真部件的重用性等方面有着较好的表现。     

一种改进路由算法的设计与仿真

研究网络资源提高调度效率问题,在网络资源的利用率上,尽量避免数据过大,引起资源不均衡。当网络中接入大量数据,流量变大的时候,数据流量的突变性增大会造成通信链路拥塞,导致网络不能有效调度,网络资源利用率下降的问题。为了解决大量数据接入可能会导致的链路拥塞的问题,提出一种改进的多路径流量分配路由算法,通过提高计算链路在网络中承载的关键性,以链路的关键性为主要指标,把链路关键性和网络剩余容量转化为网络传输成本,以最小化网络传输成本为目标函数来设计解决网络拥塞问题。仿真结果表明,改进后的算法能更有效提高网络的负载均衡性和资源利用率,避免网络拥塞。     

无人机通信网络路由协议研究

为了实现无人机通信网络中数据的有效和实时传输,在研究现有网络路由协议的基础上,基于Dijkstra算法设计和实现了无人机通信网络链路综合性能最优优先(BILPF)路由选择协议,提出了无人机通信网络中节点之间进行信息交换的节点状态通告协议,并给出了仿真结果。     

基于鲸鱼优化算法的无人机通信网络链路拥塞控制研究

为了提高无人机通信网络的安全性,解决由于链路拥塞而导致的通信数据误码与丢失问题,提出基于鲸鱼优化算法的无人机通信网络链路拥塞控制方法。采用NetFlow技术获取无人机通信链路实时运行数据,度量链路利用率等指标,识别当前网络链路的拥塞状态。模拟无人机通信与链路拥塞过程,综合考虑无人机通信直视径、反射径和散射径三个分量,构建网络链路模型。在无人机通信网络链路拥塞控制协议的约束下,均衡调度无人机通信数据,利用鲸鱼优化算法选择通信链路的最优解,完成通信链路切换工作,实现无人机通信网络链路的拥塞控制任务。实验结果表明:在设计方法控制下,无人机通信网络链路的时延减小了61s,吞吐率提升135kbit/s,证明优化方法能够有效缓解链路的拥塞程度,通过对通信网络误码率和溢出丢包率的分析,证明优化控制方法不会对网络的通信任务产生明显影响。     

无人机视景仿真平台设计与实现

在Visual Studio开发环境下,利用DirectX 9.0设计并实现了无人机视景仿真平台;仿真平台的通信系统可通过多种通信方式获取仿真数据;根据DirectX中3D仿真技术特点以及无人机视景仿真需求,设计并实现了无人机在DirectX世界坐标系中的姿态变换方法;根据无人机视景仿真特点,设计了虚拟摄像机视场角控制方法;仿真平台仿真效果生动逼真且运行稳定,具有很强的实用价值,在无人机研制过程中起到了重要作用。     

天地一体化网络中无人机通信链路选择策略研究

本文在研究无人机通信多种信道模型和特征的基础上,提出了一种基于天地一体化网络的无人机通信链路选择策略。该策略通过分析不同飞行环境下无人机通信链路影响因素选择最佳通信链路,解释了无人机系统中不同通信链路的适用场景,并根据所提出的策略,设计了一种多无人机在近地面观测站的编队飞行方式。仿真研究了基于该策略的多无人机编队飞行时通信链路的误码率性能,以及多普勒频移、传输时延和阴影衰落等影响因素。研究结果表明无人机在长时间多场景飞行过程中,根据所提出的策略切换不同的通信链路能够将误码率保持在满足通信需求的水平。     

一种自适应无人机集群网络恢复方法

为解决无人机集群网络因节点失效造成网络性能和网络可靠性下降的问题,提出了一种自适应无人机集群网络恢复方法。通过信号稳定性和链路负载度对集群内部的通信代价进行评估,并结合图论构建无人机集群网络通信模型。同时,通过鲸鱼算法对灰色滚动预测进行优化,利用优化后的预测模型对通信代价进行提前评估。算法根据通信代价矩阵的预测值找到待恢复节点之间的最短路径,并利用负载均衡算法对恢复后的路径进行优化,实现无人机网络的性能恢复。仿真结果表明,该方法在无人机集群网络失效时可以快速进行拓扑重构,恢复通信节点之间的链路连接,并使网络具有良好的生存性和抗毁性。     

无人机载荷图像仿真平台的设计与实现

无人机有效载荷图像仿真平台为无人机操作员训练、地面站建设、以及指挥控制和通信系统提供必要的模拟数据和模拟环境，是研制无人机系统及其测控与通信系统的重要部分。该文讨论了如何基于相对低成本的PC机和图像处理与传输技术构建一个完整的无人机有效载荷图像仿真平台。该平台可以接收无人机及其指挥控制系统的各种状态参数以及控制指令，通过图像处理，模拟实际情况生成有效载荷图像数据，并实时下传，以验证无人机及其指挥控制和通信系统的概念结构和工作过程。     

分布式测控系统远程通信一种智能中继器的设计

对于节点地址可以任意调协的主从式多机远程通信,如何避免中继器输出电平与指定节点位置上从机的上行数据发生信号竞争。从电路和程序设计着手,指出一种切实可行的实施方案,取得了良好的应用效果。     

通信网络性能分析中的计算机仿真

本文首先介绍了几种网络分析的方法,然后结合应用最为广泛的以太网引入计算机仿真的概念和方法。     

基于HLA的分布式通信网络仿真技术

HLA是当今世界非常流行的分布式仿真技术之一,正在被人们接受、研究和开发,并且HLA在系统仿真领域已经取得了很大的成果。OPNET是非常好的通信网络仿真软件,但是,OPNET还有一些缺陷,包括软件设计上的缺陷,如OPNET没有直接提供对ORACLE等数据库的支持,我们不能把OPNET的一些数据直接写到数据库中。该文讨论的是针对OPNET只能在本机上进行仿真,不能直接地与其它计算机进行的仿真协同起来的问题展开的。为了解决这个问题,该文介绍了如何在HLA的框架下实现分布式通信网络仿真的方法。     

网络协议仿真教学系统的构建与设计

根据《计算机网络原理》课程特点和教学大纲要求开发网络协议仿真教学系统。本系统为纯软件形式,包括网络协议仿真编辑器和网络协议分析器,可以提供对真实网络的仿真功能,并对各种主要协议进行解析,使抽象的网络知识具体化、形象化。     

网络协议仿真教学系统的构建与设计

根据《计算机网络原理》课程特点和教学大纲要求开发网络协议仿真教学系统。本系统为纯软件形式,包括网络协议仿真编辑器和网络协议分析器,可以提供对真实网络的仿真功能,并对各种主要协议进行解析,使抽象的网络知识具体化、形象化。     

无人机中继通信系统中信息传输调度算法研究

研究了将无人机作为通信中继平台对战区实施无线通信覆盖时的信息传输调度算法.首先介绍了几种基于信息特征(如优先级、长度、信息在系统总的占用时间等)的调度算法.为了克服传统调度算法的缺点,提出了一种改进的动态优先权调度(DPS,Dynamic Priority Scheduling)算法,将信息的优先级与接受系统服务的时间联系起来,动态调整信息的优先权,从而获得较小的系统平均时延,而且对不同信息又不失“公平性“.最后给出了几种调度算法的仿真结果,并对结果进行了分析.分析表明,动态优先权调度算法是一种比较适合无人机通信中继的实用调度算法.     

无人布雷机航路规划仿真系统设计与实现

用文化基因算法求解无人布雷机航路规划问题,设计无人布雷机的航路规划仿真系统。以粒子群优化算法为主搜索策略,利用单向信息共享机制提高收敛速度。采用模拟退火的方法进行局部修正,以减小局部极值的影响。利用Visual C++中MFC编制OpenGL程序的方式模拟飞行过程,通过Matlab中的GUI建立三维航路规划系统仿真平台,实现三维航路可视化。     

一种主动网络通信平台的设计与开发

当具有可编程特点的主动网络技术应用到网络管理系统中时,网管终端与主动节点之间以及主动节点与主动节点之间的交互,主动代码的加载等需要得到基础通信服务的支撑.本文主要针对我们提出的基于主动网络的面向业务的网管系统的具体通信需要,分析了应该具备的通信功能,设计了执行环境和主动信包封装格式,基于分布式的主动代码存储机制实现了主动代码的动态加载,从而设计和并发了一种主动网络通信平台.该平台在网管原型系统得到了运用,从运用结果看它能够较好的进行主动代码的动态加载,能够提供基础的通信服务.     

无人机虚拟现实仿真的设计与实现

讨论了在PC机上实现无人机虚拟现实仿真的系统结构、实现平台、模型和仿真数据库的组织实现方法。讨论了图形仿真各个子模块的实现方法,交解决了无人机模型的位姿自动校准问题。     

一种测控通信软件的数据发送定时器设计

实时性和可靠性是测控通信系统必备的性能.本文结合基于UDP协议的测控通信软件的特点,针对提高系统的效率和实时性,提出了数据发送定时器设计的新方法,它包括数据发送缓冲区队列、数据发送定时器的定时算法、数据发送定时器的定时值、数据发送缓冲区的空间收集等四个部分.经过测试,本设计能够满足测控通信系统功能的要求.     

低小慢无人机降落野外场景识别方法

针对低小慢无人机野外飞行场景复杂自主降落场景识别问题,提出了一种融合局部金字塔特征和卷积神经网络学习特征的野外场景识别算法。首先,将场景分为4×4和8×8块的小场景,使用方向梯度直方图（HOG）算法提取所有块的场景特征,所有特征首尾连接得到具有空间金字塔特性的特征向量。其次,设计一个针对场景分类的深度卷积神经网络,采用调优训练方法得到卷积神经网络模型,并提取深度网络学习特征。最后,连接两个特征得到最终场景特征,并使用支持向量机（SVM）分类器进行分类。所提算法在Sports-8、Scene-15、Indoor-67以及自建数据集上较传统手工特征方法的识别准确率提高了4个百分点以上。实验结果表明,所提算法能有效提升降落场景识别准确率。