机载超短波通信改进方案的设计与实现

<正>引言在机载超短波通信中,由于机身遮挡等因素,视距通信天线装机后,一定程度上始终存在方向图不圆度的问题^[1,2]。该问题可能导致载机在某些方向的通信距离不足,并在机动过程中出现通信异常甚至中断的情况,导致载机通信质量不稳定,甚至影响到载机的任务可靠性^[3]。同时,机载超短波通信一般使用2条链路资源完成1条中继功能,中继功能占用了大量的资源。     

水陆两栖飞机超短波通信链路设计探讨

水陆两栖飞机超短波天线布置具有其特殊性,本文根据超短波通信链路的特点,对机载超短波通信链路进行分析,给出了系统设计思路,这将有助于控制技术、进一步提高信道估值的可信度。     

一种降低机体对天线方向图影响的多天线应用方案

针对机载超短波通信的需求,为降低机体对超短波天线方向图的影响,提出了一种机载超短波多天线应用方法.通过多天线的使用和天线优化布局,改善天线装机后带来的辐射畸变的影响,保证天线空域覆盖率,提升超短波通信能力.     

基于改进令牌桶算法的分级协同流控模型设计

随着民机空地传输网络的高速发展,未来航空机载数据传输需要支持分级高速可靠通信.为了满足不同应用的传输质量需求,面向空地传输网络中的多种通信链路,设计了基于改进令牌桶算法的分级协同流控模型,并提出了针对传输层、网络层不同优先级队列的协同流控调度机制,实现了机载数据空地分级可靠传输.仿真实验表明该模型及算法是高效可行的.     

超短波联合超视距通信技术研究

兼蓄并用流星余迹、对流层散射和Es层信道资源的超短波联合超视距通信系统,是流星余迹通信设备的波形扩展和能力提升设备.基于上述信道模式可在同一链路实现弯管传输的物理机制,论述了超短波联合超视距通信的可行性;进而给出了一种通信系统解决方案,对其功能特点、系统组成、工作流程及关键技术进行了简要介绍;并通过距离为1 495 km和293 km的2条链路的野外试验,评估了多模共链的超视距通信效果,表明在超远距离及近距离上皆实现了与单一流星余迹模式相比的通信能力提升.     

基于P2P和CDN的监控传输子系统的设计

为了探讨多媒体监控系统中所要传输的大量数据,针对CDN网络在进行分发时由于代理服务器存贮空间的有限性而造成应用性能的下降这一特性.利用半同步/半异步的模式进行框架设计,结合任务池和线程池等技术设计和实现了基于P2P的CDN流媒体系统中媒体资源服务器和原始服务器之间的传输子系统,并提出了基于任务池闲置信息和系统运行参数统计信息相结合的有效动态线程池和任务池管理算法.根据各种运行参数信息动态评估系统当前的负载和压力情况,并对任务池和线程池尺寸进行动态修改.通过与两种传统实现方式的实验比较,发现在采用新算法后,显著降低了CPU的负载,有效提高了系统效率和网络吞吐量.     

紫外光非直视通信抗干扰中继链路方法及其功率需求分析

针对紫外光通信中光源器件发射功率受限和大气信道衰减严重造成传输距离近的问题,提出一种用于非直视通信的抗干扰中继链路方法。该方法采用多跳网络方式在端到端传送节点间构建中继通信链路,通过时分复用技术给相邻节点分配不同时隙防止节点的相互干扰;同时,对节点直接传送信息和采用中继链路方法接力转发信息两种不同方式的功率需求进行了分析。仿真表明,采用的中继链路方法在传输相同通信距离时减少了单个节点的发射功率及系统总功率,提高了系统功率利用率,有利于重量轻、低功耗需求的节点部署实施。     

数字无线通信技术在森林防火中的应用

森林防火数字无线通信包括超短波通信网、短波通信网、卫星通信系统和应急通信保障车等几个方面;在日常预防及扑火应急通信中超短波通信网的作用是最为重要的,同时超短波通信网为用户实现了专用链路资源,为扑火应急通信提供了数据远程传输的手段;超短波通信基站的建设依托于林场资源及地理环境等条件,所以在基站的基础设施建设方面也提出了很多挑战。重点介绍数字超短波通信网的建设和火场应急情况下的结合便携通信设备、卫星设备和应急通信保障车的无线语音、数据和视频的传输方案及应用。     

甚低频发射系统同步调谐研究

甚低频通信受发射天线固有带宽限制,信息速率低,为了提高甚低频通信速率,采用了不同于载频调谐的同步调谐方法,理论上分析并计算了在不同信息速率下甚低频发射机载频调谐系统和同步调谐系统的输出信号谱及信号传输效率。结果表明采用同步调谐可使天线系统在固有带宽不变的条件下提高了甚低频发射天线系统的有效带宽,从而提高了甚低频通信系统的信息传输速率和传输效率。     

直升机超短波天线装机性能仿真分析

<正>针对直升机超短波通信需求,分析了超短波天线受装机环境的影响。通过仿真与试飞方向图测试数据的对比,验证天线装机性能仿真的准确性。根据仿真分析结果,可准确评估直升机任意机动角度下,天线装机性能是否满足通信距离要求。该分析方法可应用于直升机超短波天线布局设计。机载平台为了实现与各个方向上、多种协同通信目标的超短波通信,通常选用增益较低的全向天线形式的超短波天线。     

微波与激光混合链路中继卫星动态调度快速启发式算法

针对微波与激光混合链路中继卫星系统实际应用中的动态变化,分析了混合系统动态扰动条件,依据中继卫星资源调度动态调整原则,研究了混合系统动态资源调度策略。以最大化调度任务优先级之和,以及扰动发生后对初始方案扰动变化最小为目标,建立了具有两级优化目标的混合系统动态调度模型。提出了动态插入快速启发式算法并对模型求解算法,算法包括直接插入任务操作、移动插入任务操作和删除插入任务操作。仿真结果表明与完全重调度的算法相比,动态插入算法的方案变化率平均降低了60.10%,且计算速度明显高于重新调度算法,能够有效解决混合链路中继卫星系统动态调度问题。     

IoT网络中基于多天线技术的无人机通信传输性能优化

为了提高无人机通信传输性能，研究了在物联网中结合多天线技术对无人机通信的上下行链路功率控制。采用可配置波束宽度和功率的阵列天线，对无人机通信的上行链路和下行链路的传输性能进行分析和优化。对于下行链路，提出一种基于地面传感器设备位置信息的自适应功率分配算法，通过研究地面传感器设备接收性能与无人机发射功率和相对位置之间的关系，分析无人机采用固定功率发射时地面传感器设备获得通信速率与其位置的关系，从而最大化下行链路的传输容量。同时针对实际工程需求，考虑覆盖范围内所有用户的服务质量，提出一种基于地面传感器设备位置的功率预均衡算法，从而获取良好的QoS。对于上行链路，考虑在频谱共享环境下的通信机制，提出一种基于地面传感器设备位置的非合作博弈功率控制方法，根据相对位置和最小通信速率需求设计效用函数，证明纳什均衡的存在性和唯一性。最后，针对提出的上下行链路功率控制优化算法，通过仿真结果验证了其正确性，有效保证了系统的传输性能。     

基于多手段融合的便携式无线视频传输系统

针对利用3G网络传输实时视频存在的问题,提出一种基于超短波通信和3G网络的便携式无线视频传输系统,介绍了系统的组成结构和工作原理,着重阐述了多链路聚合和超短波通信等关键技术.该系统拓展了移动通信网络的应用范围,提高了无线视频传输系统的灵活性和稳定性,具有广泛的应用前景.     

机载超短波话音通信中实时等增益合并算法

针对机载超短波话音通信系统中通信话音丢失的问题,将等增益合并技术应用到机载超短波话音通信系统中,并结合实时时延估计技术和buffer缓冲时延补偿技术,提出一种实时等增益合并算法.仿真结果表明,该算法根据不同信道间信息的互补来增强接收效果,改善机载话音通信系统中通信话音丢失的问题,有助于提升机载超短波话音通信的稳定性和可靠性.     

一种应用于FDMA应急卫星通信系统的动态带宽调整方法

针对频分多址(Frequency Division Multiple Access, FDMA)应急卫星通信系统通信链路带宽固定情况下对业务数据流量适配度较低以及调整带宽过程中链路中断问题，提出了一种基于IP数据流量的动态带宽调整方法，旨在根据业务需求动态调整带宽以提高卫星资源利用率。在通信站部署网管代理软件并实时监测传输流量，当流量产生变化后实时向网管中心申请调整带宽。网管中心重新调整卫星链路资源并下发调整命令至通信双方站点网管代理软件，通信双方站点网管代理软件协同完成链路参数调整。通过实验验证了提出的动态带宽调整方法灵活可靠，提高了带宽利用率。     

基于大规模天线的无线供能通信原型系统设计和实现

无线供能通信技术是未来6G时代支撑能量可持续无线通信的关键技术.本文首次提出了完整的基于大规模天线的无线供能通信系统的原型设计,并在软件定义无线电平台上实现了由32发射天线基站端、用户端和反馈链路组成的原型系统.在基站端,通过设计灵活的帧结构,原创性地提出了无线能量动态传输方案,实现了原型系统在信道估计准确性与无线能量传输效率之间的性能平衡.在用户端,通过建立实际的非线性能量采集模型和能耗模型,提出了新颖的用户端信息-能量双阈值电池管理方案,以满足不同的信息和能量传输需求.基于用户端状态信息的快速反馈,本文建立了闭环控制的无线能量和信息自适应传输系统框架.丰富的室内和室外实验验证了无线供能通信原型系统良好的无线环境适应性和传输性能.     

面向电网业务质量保障的5G高可靠低时延通信资源调度方法

该文研究面向电网业务质量保障的5G 高可靠低时延通信(URLLC)的资源调度机制,以高效利用低频段蜂窝通信系统内有限的频谱和功率资源来兼顾电力终端传输速率和调度时延、调度公平性,保障不同电力业务的通信质量（QoS）。首先,基于URLLC的高可靠低时延传输特性,建立电力终端多小区下行传输模型。然后,提出面向系统下行吞吐量最大化的资源分配问题模型并对其进行分步求解,分别提出基于定价机制与非合作博弈的功率分配算法和基于调度时延要求的改进比例公平算法（DPF）动态调度信道资源。仿真结果表明,提出的资源调度方法能在保证一定传输可靠性和公平性的条件下降低电力终端调度时延,满足不同业务等级的QoS需求,与已知算法对比有一定的优越性。     

基于数据续传的微波/激光混合链路中继星资源调度

针对成像、遥感等卫星采集的大容量数据难以及 时回传的问题,提出了一种基于数据续传和微波/ 激光混合链路的数据中继资源调度算法。分析了混合链路中继卫星系统任务数据续传特点, 以完成优先级 加权任务量最大、续传次数最少为调度原则,建立了混合链路任务续传约束规划模型。以任 务的调度顺序 为优化对象,采用任务整传优先和续传次数最少为调度原则确定任务的天线资源和时隙分配 ,提出一种基 于自适应小窗口蚁群(ASAC,adaptive small-window ant colony)算法的任务续传资源调 度优化算法。仿真实验表明,所建调度模型可实现多颗中继星资 源的有效分配,提出的ASAC算法具有较快的收敛速度和较强的全局优化能 力,算法可最大满足用户星数据及时回传的需求。     

宽带无线中继传输在应急通信中的应用分析

以固定通信系统为载体,积极构建骨干传输链路,这就是TD-LTE宽带集群通信系统,与新时期突发公共事件现场的可视化指挥调度需求予以充分结合,将宽带无线中继传输系统加入其中,进而形成无线骨干传输备份链路.基于此,本文将宽带无线中继传输作为研究重点,并阐述其在应急通信当中的具体应用,希望有所帮助.     

一种综合射频系统SCA软件平台的设计与实现

针对机载综合射频开放式系统架构,为了在软件综合层面上实现波形应用软件与具体平台的解耦,设计并实现了一种基于软件通信架构(Software Communication Architecture, SCA)的软件平台及其环境工具,解决了机载平台软件的分布式通信、资源调度管理、系统建模等技术问题,从而实现功能、应用和波形的组件化与动态重构。测试验证与工程应用情况表明,软件平台能够满足机载领域信号、信息处理强实时、高可用的应用需求,可有效提升综合射频系统软件开发质量与集成联试效率。