基于QuaDRiGa的无人机非平稳信道模型

为了解决无人机信道模型非平稳参数空时不连续的问题,提出了一种支持三维运动及姿态旋转的无人机非平稳几何随机模型,用于描述和模拟无人机对地多输入多输出通信信道的真实特性。该模型借鉴QuaDRiGa中的“准确定性”思想,基于收发端拓扑关系更新时变信道参数,考虑路径生灭概率改进信道功率计算方法,引入姿态相位矩阵描述无人机姿态旋转,以实现无人机非平稳信道参数的平滑演进。数值仿真结果表明,本文提出模型能够保证功率和角度等参数的平滑演进,输出信道的自相关函数具有非平稳性且受无人机姿态影响显著,可用于无人机通信系统设计和算法优化等领域。     

基于几何随机的无人机空地信道模型

针对传统无人机空地信道模型不支持三维飞行轨迹和三维天线的问题，通过引入空间旋转矩阵和轨迹参数，提出了一种基于几何随机的无人机空地三维信道改进模型。该模型结合无人机对地通信场景的特殊性，利用时变布尔变量描述视距路径、地面反射径和散射路径的动态生灭过程。同时，文中还给出了二维角度、时延和功率等模型参数的时间演进算法，用于复现无人机对地信道的时变统计特性。数值仿真结果表明，改进模型输出的空时相关特性和多普勒功率谱均与理论值吻合，并且自相关特性与实际测量结果基本一致，该模型可应用于辅助无人机空地无线通信设备的方案优化、算法验证和性能评估等领域。     

非平稳动态行为模型及其在DDoS检测中的应用

应用层分布式拒绝服务攻击严重威胁承载网络应用与服务的服务器.传统服务器端检测方法的主要问题是难以刻画非稳态网站的用户访问行为,也无法动态跟踪正常用户的行为变化,导致误检率随时间推移逐渐增高.提出一种动态的用户行为模型,并应用于诊断基于HTTP协议的分布式拒绝服务攻击.该方法采用半马尔可夫链描述正常用户行为.模型通过有监督的前后向算法获得初始化参数,利用动态参数递推算法使模型可以根据用户群体行为的变化实时调整自身参数.从而精确地实现对用户行为的跟踪及诊断可能存在的异常行为.实验结果证明了本文所提方法的有效性.     

新型基于几何的3D非平稳V2V MIMO信道模型

针对具有多种通信场景和收发端快速移动的V2V通信系统,提出一种基于几何的3D V2V MIMO信道模型.该模型首次结合双球模型和半椭球体模型,分别使用双球和半椭球体模型表征动态和静止散射体;考虑到收发端的运动状态,引入时变的出发角、到达角以及路径长度用于研究V2 V信道的非平稳特性;对所提出的信道模型,推导了空间互相关、时间自相关和多普勒功率谱密度等统计特性函数,分析了不同场景和参数下的V2 V信道统计特性.结果表明,不同场景下V2 V信道各统计特性有较大差异,信道相关性与时间变化和散射体分布密切相关.仿真结果与理论值的高度拟合验证了模型的正确性,为V2 V通信链路的设计提供了理论依据,拓展了基于几何的V2 V信道建模领域的研究.     

基于概率的移动用户移动模型

提出了一种基于概率的移动用户移动模型,目的是为了解决新一代广播电视服务系统中建立手机移动电视用户移动模型问题。该模型首先将用户空间中道路交叉点作为顶点,按照Voronoi图将用户空间划分为多个区域,当用户运动到区域顶点时,根据用户在相邻区域内出现的概率选择路径。并对高斯-马尔可夫移动模型中移动速度进行改进,将用户上次经过该位置的速度作为速度预测的一个重要因素考虑进来。实验结果表明,在速度预测及位置预测方面,本模型的性能均明显优于高斯-马尔可夫移动模型。     

无人机毫米波信道建模进展和挑战

无人机毫米波通信技术结合无人机和毫米波的优势,提供高速数据传输和广域网络覆盖能力,在军用通信系统中拥有广阔的应用前景。精确的信道模型是无人机毫米波系统设计和性能评估的重要理论基础。不同于传统移动通信场景,无人机通信信道具有明显的三维传播特征,构建模型需要考虑包括三维散射空间、三维飞行轨迹及姿态、三维阵列天线和三维窄波束等多种因素。本文首先总结了无人机毫米波信道建模的新需求和挑战,并详细阐述了无线信道建模方法以及现有信道模型的研究进展,最后给出了信道建模的发展方向及关键技术,旨在为无人机毫米波信道模型的科学构建和标准化等研究提供参考。     

基于隐马尔科夫模型的非平稳信源参数估计

在数据压缩领域,如何获取非平稳信源的统计特性一直是一个被广泛关注的热点问题。针对非平稳信源统计特性的时变性,提出一种基于隐马尔科夫模型的参数估计方法。通过将非平稳信源的输出对应为隐马尔科夫模型的观察值序列,构造合适的隐马尔科夫模型,改进前向算法和后向算法,最后再利用改进后的算法对非平稳信源的统计特性进行估计。实验结果表明利用提出的方法非常逼近非平稳信源的统计特性,为更有效地进行非平稳信源的压缩提供了实现基础。     

一种光纤陀螺随机漂移的非平稳时序建模法

为减小光纤陀螺的随机漂移,针对其弱非平稳的特点,采用时间序列分析法建立其模型.提出一种全局最优的模型阶次搜索算法,把二维搜索化为一维搜索,得到了模型阶次的一致性估计.提出了一种改进的参数估计算法,它将非线性参数估计过程转化为线性过程,使用正置与逆置漂移时序共同估计参数,以前向和后向模型的滤波误差平方和最小为参数估计的指标,在(p+1)维空间中求极小值.对实测漂移进行了趋势项、周期项、自相关和偏自相关等分析,采用3种方式分别建立其非平稳模型,验证了上述算法的有效性.建模结果同时表明:直接辨识漂移模型的方式优于工程中常用的将非平稳漂移中的确定性模型和平稳随机模型分别辨识的方式.     

5G隧道环境非平稳宽带双散射簇V2V信道建模

针对5G隧道V2V通信环境,提出了一种通用的3D非平稳宽带双散射簇信道模型。在该模型中,接收信号为视距(line-of-sight,LOS)传播的分量和通过双散射簇模型传播即非视距(non-line-of-sight,NLOS)传播的分量之和。为了研究散射簇的非平稳特性,引入生灭过程算法来模拟散射簇在阵列和时间轴上的出现和消失过程。通过推导空间互相关函数、时间空间自相关函数和多普勒功率谱密度等相关统计特性,研究了散射簇的非平稳特性对MIMO信道的影响。数值仿真结果与先验结果较匹配,表明该模型能够较好地描述实际5G隧道环境下的V2V通信。     

基于几何随机的无人机3D信道模型

针对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)信道,提出了使用二维单环和三维半球体建模的无人机信道模型.在提出信道模型的基础上,推导并分析了参考模型和仿真模型的空—时相关函数(space time correlation function,STCF)、多普勒功率谱密度(Doppler power spectral density,DPSD)和二阶统计特性如包络电平交叉率(level crossing rate,LCR).研究了不同的参数对UAV信道统计特性的影响,并将所提模型分别与单球模型和测量值对比.结果表明,莱斯因子、移动散射体速度等对信道特性有显著影响,所提模型时间相关性比单球模型高约20％,并与测量值拟合良好,验证了模型的准确性.     

基于改进模型的气象无人机测风模型的硬件设计

基于改进型皮托-静压管测风模型分析了所需测量的物理量,选用适当传感器,设计了以C8051F120为主控制器、包含各测量模块的气象无人机机载测风系统。对系统的组成结构和硬件电路作了详细介绍,给出了相关软件流程。     

无人机三维路径规划及避障方法

针对无人机(UAV)在三维环境中如何由起始点到目标点合理地规划路径避开障碍物,提出了一种基于改进粒子群算法与滚动策略相结合的UAV路径规划与避障方法.该方法首先以UAV为中心,通过传感器建立UAV的可视区域模型;其次结合滚动策略滚动探知UAV周围环境信息;最后,利用改进的粒子群算法进行路径搜索,并加入综合转角控制提高路径的平滑性.在传统粒子群算法中加入信息素与启发函数,增强算法的全局搜索能力,并对参数进行特定设计提高算法的收敛速度.仿真结果表明,该方法可以实现实时避障,所规划的路径相对平滑,且改进算法比传统算法具有较高的收敛性.     

基于模型的无人机平台管理系统自动测试研究

为实现某无人机平台管理系统的功能逻辑测试,开发了一套通用化的测试设备和测试用例编辑工具;通过总结被控系统的静态及动态特征,用编辑工具生成的测试用例模拟了各系统,建立了系统模型;测试过程中,测试设备的激励信号按条件或时序自动发送,测试用例与平台管理系统完全自主交互,实现了平台管理系统功能逻辑的自动测试;该自动测试方法可以将现有的多个测试用例组合,方便地编辑复杂自动测试用例;通过复杂的测试用例实现了多通道并行自动测试、多被控系统的全任务流程自动测试;该自动测试方法减轻了测试人员负担,使得测试效率提高了4倍,节省了约80%的测试时间。     

基于多智能体强化学习的无人机群室内辅助救援

本文主要研究了在室内场景中使用多台无人机设备对受害者进行合作搜索的问题.在室内场景中,依赖全球定位系统获取受害者位置信息可能是不可靠的.为此,本文提出一种基于多智能体强化学习(MARL)方案,该方案着重对无人机团队辅助救援时的路径规划问题进行研究.相比于传统方案,所提方案在大型室内救援场景中更具优势,例如部署多台救援无...     

改进PID的无人机飞行姿态角控制消颤算法

无人机在整个纵平面飞行过程中,由于飞行姿态角的大幅度变化以及气流的作用,导致机身颤抖,影响飞行稳定性.提出一种基于PID变结构控制的无人机飞行姿态角控制消颤算法,首先进行了无人机飞行姿态角控制系统的被控对象参量分析,构建无人机在姿态角变化剧烈、大迎角飞行时的三通道模型,采用变结构控制方法进行控制器设计.结合小扰动原理和Lyapunov稳定性原理进行扰动抑制和稳定性证明,采用梯度算法调整权值进行飞行姿态角控制的消颤处理,采用自适应算法在线调整权值实现PID变结构控制改进.仿真结果表明:采用该算法进行无人机飞行姿态角控制和消颤处理,大幅度提高无人机飞行定姿的精度,横滚角、俯仰角和航向角的控制精度有较大提高,稳定性和收敛性较好,确保了无人机飞行稳定性.     

基于SOPC的微型无人机飞行控制系统设计

针对无人机(UAV)飞控系统的发展要求,提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的设计方案,自顶向下地利用软硬件协同设计方法实现整个过程的设计.主控芯片采用Cyclone Ⅱ系列的EP2C8Q208C8N,进而设计系统的外围电路;借助NIOS Ⅱ软件写入程序实现对无人机的控制.与传统的无人机控制系统相比,该系统适应了集成度高、功耗低、体积小的发展要求.悬停试飞,机体晃动小,且在外界干扰时能自动调整姿态,保持稳定飞行,具有较快的响应速度.     

无人机飞控/导航系统便携式测试仪设计

针对当前某型无人机飞控/导航系统现场联调发生故障时无法快速定位故障点而造成调试周期过长的问题,根据有固定航姿参数输入的飞控/导航系统会产生固定输出的原理,提出并实现了一种基于现场测试仪的快速诊断方法;基于DSP和CPLD的便携式飞控/导航系统测试仪通过实验电缆把测试仪与被测设备相连,可以方便、直观、快捷、可靠地确定出被测设备是否存在故障。