联合战术无线电系统WNW波形研究

美军联合战术无线电系统(JTRS)宽带组网波形(WNW),是一种新型的战术无线通信协议标准,从对宽带网络波形WNW的功能描述需求和场景思路出发,进行了仿真建模,主要从调制方式和信道编码等物理层技术上进行了波形设计,通过OFDM和SCFDE实现的关键模块构建了两种调制方式的基带信号传输系统,并对仿真结果进行了分析和性能对比,结合军用战术电台的软件无线电实现给出了相应的结论;也对军用战术电台JTRS WNW适用于Ad-hoc多跳自组网的USAP统一时隙分配协议进行了原理分析和方案实现的评价。     

基于IP组网的未来战术通信波形研究

美军战术通信网络未来必将会朝着基于IP无线电的全球信息栅格(GIG)组网演进,而JTRS(联合战术无线电系统)使得基于IP无线电组网成为现实起到了最主要的作用。针对JTRS中最重要和复杂的WNW(宽带网络波形)聚焦于挑战性的MANET(移动Ad-Hoc网络),对于协议栈架构、跨层信令和物理层资源分配等进行了分析和设计,并提出了拓扑结构控制最优的UCDS算法和方案。也针对同一级的SRW(士兵无线电波形)和更高一级的HNW(高频段网络波形)、NCW(中心网络波形),以及整体战术GIG网络进行了组网特征分析和技术展望。     

联合战术通信系统的发展及其应用

联合战术通信系统(JTRS)是美军各层次网络空间能力建设和发展的重要通信装备，是实现其“战术级网络空间优势”的重大举措。针对JTRS最新动态及其调整变化，给出了JTRS的进展情况，包括JTRS电台演进和软件通信体系结构规范(SCA)标准；深入研究了JTRS电台体系架构和典型组网结构，并对JTRS的主要波形、相关电台进行了梳理分析与归纳总结，并对JTRS发展动态进行了分析展望。通过对JTRS发展及其应用进行深入研究，能够为战术互联网和新型软件无线电电台的发展提供借鉴，从而促进我国军事通信装备跨越式发展。     

一种新型SCA电台的分析与设计

JTRS系统是美军国防部采用统一开放标准和结构化设计的系列化战术软件电台解决方案。JTRS系统上均可部署传统电台波形及新型移动组网波形。新型SCA电台参考JTRS系列电台设计,采用通用化多用途的硬件平台,基于软件无线电架构,通过新一代战术组网波形大幅提升战术通信保障能力,并进一步优化战术通信装备体系。重点分析了MANET环境下JTRS电台应用场景及波形部署关系,提供了一种新型SCA电台的分析与设计方案。     

对WNW中使用的USAP MAC协议的研究

宽带组网波形（WNW）为美军联合战术无线电系统（JTRS）中的一个重要波形,它采用了统一的资源指派协议（USAP）作为媒介访问控制（MAC）协议。USAP为一种支持多信道的动态分布式时分多址（TDMA）MAC协议,其协议内容除了在2-跳邻域内无冲突指派时隙的方法以外,还包括引导时隙管理通信资源的使用方法、自适应广播循环管理通信资源的使用方法、备用时隙来管理通信资源的使用方法、机会时隙通信资源的使用方法、信道化邻域管理通信资源的使用方法、以邻居隔离来管理通信资源的方法。     

WNW关键技术及其应用研究

梳理分析了美军最复杂、最具代表性的自组网波形—宽带组网波形(Wideband Network Waveform, WNW)相关研究内容。首先,分析了WNW的技术体制,对该波形协议栈和功能层级进行了详细分析;接着,重点研究该波形的网络层级结构和分层架构设计,并从物理层、链路层和网络层对WNW的4种工作模式进行了深入研究;最后,针对该波形在相关电台(如AN/PRC-117系列电台、AN/PRC-158电台等)上的应用进行了探讨。通过WNW分析研究及其相关电台的应用,能够为新型宽带自组网波形设计提供参考和借鉴,进而推进我国新体制宽带自组网波形及相关电台跨越式发展。     

商用现货SDR与SCA兼容性

由联合战术无线电系统(joint tactical radio system,简称JTRS)项目局管理的软件通信结构(software communications architecture,简称SCA)提供了一种用于软件定义无线电(software-defined radio,简称SDR)平台的实施应用的软件框架。这一框架中包含了一个公共操作环境和一整套公共服务和标准化组件接口,它提供了许多特性,能提高波形的易于移植性。     

SDR走向军用领域

JTRS正致力于将可互换SDR(软件无线电)带入军用领域。但SDR对商业应用是否也是足够好的选择呢?SDR(软件无线电)并不是一种新技术。过去业界就已经尝试实现SDR,但都没有达到目标。最近激发起对SDR兴趣的是创新性软硬件技术的出现,这些技术能够以市场可承受的价格提供足够的灵活性、性能和功率效率。例如,宽带变换器现在可以工作在宽频率范围内,根据一种特定的位分辨率处理接收到的波形,而高频处理器可以直接与信号工作,从而省掉IF(中频)级,并降低成本。     

软件无线电技术及其发展

文章简要阐述了软件无线电的特点及其发展历程，重点分析了推动美军联合战术无线通信系统（JTRS）发展的关键要素及其主要技术，最后给出了软件无线电未来发展的构想。     

一种软件无线电宽带射频前端的设计

比较了软件无线电宽带射频前端的几种技术方案特点及其可行性,提出了一种采用多路可配置信道组网射频前端方案,分析了其关键技术及解决措施;并以2～2 000 MHz宽带射频前端为例进行仿真,给出典型仿真结果,验证了方案的可行性.     

空天地海一体化海洋环境数据多步预测

辅助海洋管理决策的多步预测预警意义重大且极具挑战性。实时、稳定、高效的广域海洋环境数据获取是保障多步预测性能的前提,未来6G空天地海一体化网络部署将有效地提升海洋分布式态势感知能力,提供高质量的数据支撑。众所周知,多步长模式下数据间的时序依赖性被极大地弱化,对此,本文提出了基于多阶段特征学习的海洋环境数据多步预测模型。结构上,该模型主要包括卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）、优化组合的长短期记忆网络（Long Short-Term Memory Network,LSTM）和全连接层。这里,CNN用于提取海洋环境数据的细粒度特征,而基于粒子群优化的多LSTM组合方法,可以有效地挖掘数据间的时序依赖关系（粗粒度特征）。实验结果表明该模型的预测性能明显优于CNN、LSTM以及门控制循环单元,并进行了统计验证。     

可靠多播传输协议研究

战术通信网需要多播技术以支持多种组播应用,如情形感知、任务协作等。无线通信可为战术通信网组播通信提供支持,但其可靠性不高,不能直接应用,必须加以控制。为此,研究了一种利用IP多播路由和转发服务提供端到端可靠数据传输协议,即面向否定确认的可靠多播协议(NORM)。深入分析了NORM协议的反馈确认、拥塞控制、包级FEC等关键技术。在结论与展望中,提出了这一领域的难点和对今后工作的展望。     

一种短波数据链的动态TDMA协议

针对短波资源有限、传输速率低的特点,提出了基于短波数据链的动态TDMA协议（HF-DTDMA）,该协议能对短波信道资源进行自适应动态分配,提高信道利用率,满足短波网络业务量实时变化的需求。通过建立短波数据链的仿真场景,分析了动态TDMA协议的性能,并且与固定TD-MA机制的性能进行了对比分析,动态TDMA协议在吞吐量和传输时延上性能明显提升。仿真结果也表明,提出的动态TDMA协议在时效性和吞吐率上能满足短波数据链的设计要求。     

空间因特网的路由技术研究

空间因特网的核心是卫星通信网,而路由算法是卫星通信网的关键技术,是实现通信网中高效可靠信息传输的基础。在分析典型路由策略路由算法的基础上,提出了一种具有简单QoS性能保证的路由算法,该算法在不提高计算复杂度的前提下,得到更好的综合性能指标。仿真结果表明：新算法具有较高的现实可行性,并在两大性能方面均获得了较大的改进,满足了不同数据业务类型A或B对于路由算法QoS性能的不同要求。     

采用网络云的移动核心网虚拟化应用

文章针对当前移动核心网面临的问题,探讨了三种关键技术：SDN架构,网络功能虚拟化（NFV）和云管理,并将三种技术应用于移动核心网,提出了未来移动核心网架构。为运营商解决大数据、大流量给网络带来的问题提供参考。     

高校WLAN建设规划探讨

无线局域网(WLAN)是一种高新的网络模式,与目前有线宽带形成一种互补,能够为网络用户提供更为方便快捷的网络接入。结合高校的综合情况,包括教学区、各栋寝室的情况,规划、设计,建立了高校无线局域网。具体实践表明无线局域网解决了高校的无线网络覆盖问题,能为高校提供网络服务,加快高校信息化程度建设。同时,在建设过程中的一些经验交流,也能为高校的WLAN建设提供一定的参考。     

VANET自适应门限MAC层退避算法研究

车辆自组织网络(VANET)为车辆提供公平、高效的数据传输。针对密集高速移动场景,提出一种自适应门限的指数增加线性减小MAC层退避算法(A-EInLD)改善其数据冲突问题,提高系统性能。通过动态记录并更新每次成功发送时窗口的平均值并与获取的邻居节点窗口值进行比较得出竞争窗口的门限值,成功发送时基于该门限值通过连接数目对数值线性减小窗口大小从而避免冲突。最后,应用二维马尔科夫链模型分析算法并通过仿真评价性能结果。     

干涉合成孔径雷达多层次数据仿真

为了对干涉合成孔径雷达（InSAR）系统研究提供数据源,提出了一种InSAR多层次数据仿真器（包括原始信号级（RSL）、单视复图像级（SIL）和干涉相位级（IPL））,该仿真器能同时适用于星载和机载合成孔径雷达（SAR）/InSAR数据仿真,并针对雷达后向散射系数在InSAR中的应用作了一定的改进。对每一层次InSAR数据仿真实现进行讨论：对于RSL仿真,通过利用信号生成的对称性,基于CPU的多线程处理和基于图形处理单元（GPU）的超线程处理等手段,大大提升原始回波生成速度;对于SIL仿真,提出了一种快速有效的InSAR复图像生成方法;对于IPL,提出了一种由几何去相关而引入的相位噪声模型。最后,实验结果证实了理论分析的正确性。     

基于SDN与NFV的网络切片架构

传统网络架构面临着结构封闭僵化、数据传输转发性能高度受限以及资源利用率低等问题,使其不能满足未来多样化的服务需求。为了解决这个问题,引入了网络切片的概念,并将网络功能虚拟化（NFV）与软件定义网络（SDN）等前沿技术相互融合在一起,提出了一个面向未来移动通信的新型网络架构——基于SDN与NFV的网络切片架构。这种新的网络架构能够根据第三方需求来为用户提供个性化的网络服务,实现网络资源的共享和隔离,节省了运营商的在基础设备方面的大量花费。