无源定位分布式计算关键技术研究

发布时间：2020-04-20 01:58

【摘要】：近年来,随着电子与无线通信技术的发展,各种非法/未知辐射源与干扰源越来越多。无源定位系统基于多终端的监测数据进行定位计算,可实现辐射源定位、空间电磁态势分析等功能。在电子侦察与对抗、无线电频谱监测等领域有广泛的应用。此外,利用无源定位系统,还可对无人机等典型目标进行无源探测与位置获取,满足重大活动无线电安保需求。本文对无源定位系统中分布式计算模块的架构与关键技术展开了研究,包括:(1)对系统需求进行深入分析。考虑到定位计算需要解析大量数据文件且算法本身复杂度较高导致计算时间过长,提出采用分布式计算的方案提高无源定位计算的实时性。然后对分布式计算模块任务调度的拓扑模型和基础算法进行了选择。随后提出了分布式计算模块设计方案,依照功能需求将分布式计算模块划分为三部分:任务接入层,数据落地层和实时计算子模块,并针对每个部分提出了详细的设计方案。(2)针对无源定位系统需求,提出了基于Min_Min算法优化后的压缩重调度算法。由于Min_Min算法分配任务的关键因素在于预期完成时间是否最小,容易出现负载不均衡的问题。本文在Min_Min算法的基础上提出了两个优化点:一是对预期完成时间计算方法的优化。针对于分布式计算模块的特点重新设定了预期完成时间的计算方式,并针对无源定位系统需求加入了优先级的概念。二是针对负载不均衡问题,提出了基于模糊集合分类和压缩重调度的方法,对于负载不均衡的节点进行压缩重调度,直至找到最优调度方案。最后进行了一系列测试分析。(3)针对分布式计算模块服务器全天候无人值守运行对系统可靠性的需求,提出了分布式计算模块的容错控制方案——心跳检测,使用心跳检测的方式能够及时发现异常节点,并进行处理。本文在传统的心跳机制的固定心跳周期上进行优化,参考加速心跳的设计,提出心跳周期的逐步减小以及节点置信度逐渐降低的方案来综合判断节点是否失效,减少了误判率也缩短了异常节点的发现时延。
【图文】：

10logrrefPRSSIP f为可调功率，默认值设1mW 。同接收机的数据文件求得参数后，组成方程组，即可求解辐不考虑阻挡物和其他环境因素的情况，现实环境中往往不会，，而且在不同介质上传播也不一样。如果考虑环境因素那么还于环境检测，比较复杂。所以 RSSI 定位算法应该在对定位精为空旷的环境下使用[32]。OA定位算法定位算法源于 TOA 定位算法。首先介绍 TOA 算法：有三个接收天线 1,2 和 3，如图 2-1 所示：

图 2-2 AOA 定位原理图的优点之一，是不要求接收机之间的时间保持原因，其一是接收机对信号角度的测量分辨率造多径效应，造成角度测量的误差。接收天线本造成的定位误差与辐射源和天线之间的距离成正就越大；多径效应指信号从发射天线经过反射和收天线的现象，也是造成 AOA 误差的主要原因述算模块负载不均衡原因块中的负载不均衡是指不同节点上的任务量不一没有计算任务，但另外一部分服务器节点长期处
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN95

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本文编号：2634007