开放式雷达体系结构可实现网络中心性.
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雷达系统工作原理详解雷达是一种广泛应用于军事、航空、气象等领域的设备,其工作原理基于电磁波的传播和反射。
本文将详细解释雷达系统的工作原理,并探讨其在不同领域的应用。
一、基本原理雷达系统通过向目标发射脉冲电磁波,并接收目标反射回来的回波来确定目标的位置、距离、速度等信息。
雷达系统由发射机、接收机、天线和信号处理器组成。
1. 发射机发射机产生一系列高频脉冲信号,并通过天线发射出去。
这些脉冲信号的频率通常在微波到毫米波段,具有较高的能量和较短的脉冲宽度。
2. 接收机接收机接收目标反射回来的回波信号,并将其放大和处理,以提取有效的信息。
接收机必须能够有效地区分回波信号和背景噪声,并能够处理不同强度和频率的信号。
3. 天线天线是雷达系统的重要组成部分,它负责发射和接收电磁波。
天线的设计要满足较高的增益和较窄的波束宽度,以便提高目标检测的准确性和精度。
4. 信号处理器信号处理器对接收到的回波信号进行分析和处理,以提取目标的相关信息。
信号处理器可以采用数字信号处理技术,对信号进行滤波、幅度测量、频率分析等操作。
二、工作流程雷达系统的工作流程可分为发射和接收两个主要阶段。
1. 发射阶段在发射阶段,雷达系统通过发射机发射一系列脉冲信号。
这些脉冲信号经过天线发射出去,并传播到目标物体上。
2. 接收阶段目标物体会将部分电磁波回射回雷达系统。
接收机接收到这些回波信号后,通过天线传输到信号处理器。
信号处理器分析回波信号,并提取目标的相关信息。
三、应用领域雷达系统在军事、航空、气象等领域有着广泛的应用。
1. 军事应用军事雷达系统可用于侦察、追踪和指挥控制等。
雷达系统可以用于监测敌方舰艇、飞机和导弹等目标,提供战场情报和目标定位信息。
2. 航空应用航空雷达系统常用于飞行器的导航和避障。
它可以帮助飞行器在恶劣天气条件下准确控制航向,并检测和避免与其他飞行器或地形障碍物的碰撞。
3. 气象应用气象雷达系统可以用于监测天气现象,如降雨、雷暴等。
信息时代的战争网络中心战知己知彼,百战不殆自古以来,"知己知彼,百战百胜"。
"知"是为了"胜",信息就是"知"的媒介和表现。
现代战争,就像是两人之间战斗的延伸升级。
从数量上看,已经是部队和体系之间的对抗;从人的部位上说,则像人类常说的"头脑简单、四肢发达"中所体现的优先级,头脑比四肢更重要。
于是,用来对大脑进行延伸的武器比对四肢进行延伸的武器更为进化。
为获取信息和传递信息,更多地延伸人类的眼睛、耳朵和神经,诞生了"千里眼"雷达、"顺风耳"电子侦察以及被誉为"神经系统"的通信和数据链等"信息化武器装备"。
它们一方面在作战的各个单元之间互通有无,一方面把信息传递给决策机构,同时把命令和参数等信息送给用以延伸"四肢"的武器进行物理打击。
信息化战争的具体形式到底怎么样,不需要动太多的脑筋,先看看美国人是怎么想的吧。
上世纪末,美国提出网络中心战,也就是围绕网络进行的战争,或者讲,战@网络。
这样,信息化战争就是以网络为中心的对抗。
把产生信息的传感器连接至网络,火力利用网络更为充分地利用信息,提高打击力,不仅如此,连接至网络的还有人,数字化士兵也是网络的节点,无人值守传感器也在网络上。
虽然有些装备在机械化战争时代就已有之,但当信息的获取、传输、处理和利用对战争的胜负变得越来越重要甚至起决定作用时,"信息化战争"也就来临了。
消除烟囱--C4KISR"信息化战争"自新世纪以来开始更多地被人们谈论,但到底什么是信息化战争,恐怕能够说清楚的人并不多。
再加上以美国为代表的先进国家一直在不断地推出一些新的名词,例如C4KISR、GIG和"网络中心战"等等,所以,把我们很多人搞得更是一头雾水。
预警机的发展趋势Newly compiled on November 23, 2020预警机的发展趋势经过60年的发展,预警机已成为空中的C3I中心。
展望未来,预警机的,C3I功能将不断完善,成为C4ISR(通信、指挥、控制、计算机、)情报、搜索和侦察)空中枢纽。
本文将谈及预警机的主要发展趋势。
继续改进现役预警机为使预警机适应未来战争的需要,美、俄、法、日等国都在加紧完善现役预警机,着手对机载任务电子系统进行改进。
提高机载预警雷达功能机载预警雷达是预警机主要的传感器和情报来源。
在现代战争的复杂电磁环境下,预警雷达作为预警机的主要探测设备,面临着隐身目标、低空突防、反辐射导弹和电子干扰等四大严峻挑战。
90年代以来,隐身技术已经相当成熟,因此要求预警雷达进一步提高探测隐身目标的能力,扩大覆盖空域。
美军已安排计划改进E-3和E-2的预警雷达。
在科索沃的作战表明,经“雷达系统改进计划”(RSIP)改进的E-3与未经RSIP改进的E-3相比,探测小目标和隐身目标的能力提高了1个量级。
美国海军的E-2C后继机型“先进鹰眼”,也将换装根据“雷达现代化计划”(RMP)研制的电子扫描雷达,雷达的主要参数比现有AN/APS-145雷达改善20分贝,从而使雷达性能“跃升两代”,无疑将提高探测小目标的能力。
新研制的预警雷达将普遍采用有源相控阵体制。
因为相控阵可以在数微秒内改变波束指向,形成自适应能力,即根据威胁程度的不同灵活调整扫描速度、信号波形和其他参数,将多个天线单元发射的信号合成在一起,从而增强探测隐身目标的能力。
在相控阵天线的布局上采用共形阵,也被认为是反隐身、扩大雷达作用距离的有效手段。
搜索雷达的作用距离与雷达的辐射功率及天线面积成正比,而共形阵能获得较大的天线面积,在加上有源相控阵体制的较大功率,就能有效地补偿由于目标反射能力下降而造成的雷达探测距离的降低。
增加辅助探测设备除了不断改进预警雷达外,预警机上还需要增加一些与雷达互补的探测设备,如电子支援措施/电子情报侦察、通信支援措施/通信情报侦察、红外搜索与跟踪等设备以及先进的电子自卫设备,以提高预警机的整体作战效能,以及在复杂电磁环境下的生存能力。
2023年注册通信工程师继续教育必修课考试题及答案88分考试题:1. 请简要描述第四代移动通信技术(4G)的特点。
2. 请列举至少三种常见的网络攻击方式,并简要说明每种方式的危害性。
3. 请介绍区块链技术在通信行业的应用领域。
4. 描述边缘计算的概念及其在物联网领域的作用。
5. 请解释虚拟私人网络(VPN)的工作原理。
6. 请简要介绍5G通信技术的优势和应用场景。
答案:1. 4G技术是第四代移动通信技术,其特点包括高速传输、大容量、低延迟和广域覆盖等。
4G技术提供更快的数据传输速度,支持高清视频、在线游戏等应用。
2. 常见的网络攻击方式包括:DDoS(分布式拒绝服务攻击)、恶意软件(如病毒、蠕虫和木马程序)以及网络钓鱼。
DDoS攻击会导致网络服务不可用,恶意软件可以窃取用户敏感信息,而网络钓鱼会通过伪装合法网站来获取用户的个人信息。
3. 区块链技术在通信行业的应用领域包括数字身份认证、智能合约和数据安全等。
通过区块链技术,通信行业可以实现去中心化的身份验证和交易,确保数据的安全性和完整性。
4. 边缘计算是将计算和存储资源更接近数据源的一种计算模式。
在物联网领域,边缘计算可以减少数据传输的延迟,提高响应速度,同时能够减轻云端服务器的负载,实现更高效的数据处理和分析。
5. 虚拟私人网络(VPN)通过加密和隧道技术来实现用户与私有网络之间的安全连接。
VPN会将用户的网络流量进行加密,并通过隧道协议将流量从用户设备传输到目标服务器,从而保护用户传输的数据免受窃听和篡改。
6. 5G通信技术的优势包括更高的数据传输速度、更低的延迟和更大的网络容量。
5G技术可以支持更多连接和更高的网络速度,广泛应用于智能城市、自动驾驶、远程医疗等领域,实现更快速和可靠的无线通信。
5G基础知识考试(习题卷2)说明:答案和解析在试卷最后第1部分:单项选择题,共48题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]NR MIB中不包含以下字段?( )A)SFNB)PLMNC)pdcch-ConfigSIB1D)subCarrierSpacing2.[单选题]以下哪一条不是UPF的功能( )A)3GPP网络内跨CN信令传递B)上行数据分类路由转发C)数据网与外部PDU会话的互通D)数据包校验和用户面的策略规则执行3.[单选题]PUSCH信道编码中数据信道采用的编码方式是( )A)LDPCB)RMC)PolarD)Turbo4.[单选题]中移NR2.6G采用5ms单周期的帧结构,主要是为了:A)增强上行覆盖B)增强上行容量C)增强下行容量D)与TD-LTE同步,避免异系统干扰。
5.[单选题]5G中不同用户选择各自方向上()的波束作为最佳子波束A)用户最少B)干扰最小C)信号强度最好D)用户最多6.[单选题]以下关于天线基础知识的说法中不正确的是( )A)天线前后比是指前波瓣与后波瓣最大值之比B)半功率点波瓣宽度指的是天线最大值下降6dB点的夹角C)零功率波瓣宽度是指主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角D)天线副瓣电平是指副瓣与主瓣最大值之比7.[单选题]在云计算的安全需求中,用户处在哪一层( )C)管理层D)外部层8.[单选题]5G NR中,若使用 30kHz 子载波间隔,则一个RB的宽度是( )kHzA)180B)360C)720D)14409.[单选题]gNB配置一个上下行解耦小区,CU上配置的小区数加上DU上配置的小区数共计几个?A)1B)2C)3D)410.[单选题]如果不急于使用5G的切片业务,仅用于eMBB业务,下列哪种组网是好的选择?A)Option4B)Option3C)Option5D)Option211.[单选题]下面哪一步标识随机接入成功( )A)各UE侦听系统消息,获取本小区 PRACH信道配置B)UE向gNB发 PreambleC)gNB下发RARD)gNB下发MSG412.[单选题]EN-DC中,MCG进行NR邻区测量使用的参考信号()A)CSI-RSB)DM-RSC)SSBRSD)C-RS13.[单选题]SA组网下,控制面切换时延的定义( )A)从Measurement report后的第一个携带HO标识的RRC Connection Reconfiguration到UE发送MSG1的时延B)从Measurement report后的第一个携带HO标识的RRC Connection Reconfiguration到UE收到MSG2的时延C)从UE发送Measurement report至UE收到MSG2的时延D)从UE发送Measurement report至UE发送MSG1的时延14.[单选题]是什么技术可以让运营商在一个硬件基础设施中切分出多个虚拟的端到端网络( )A)网络切片技术B)网络优化技术C)网络隔离技术D)网络传输技术15.[单选题]高空作业需要考虑的环境条件有( )A)5SB)风速、天气冷热、光线C)脏还是干净16.[单选题]以下关于5G Qos流的描述,错误的是哪一项( )A)多个Qos流在NG-U接口可以使用相同的TEIDB)1个PUD会话中可以包含多个Qos流C)1个Qos流在空口只能映射到1个DRBD)1个Qos流在空口可以映射到多个DRB17.[单选题]5G NR的信道带宽利用率最高可达( )A)0.9828B)0.9028C)0.9255D)0.973218.[单选题]5G网络基本架构,AMF与gNB之间的接口是( )A)NG-UB)N11C)N2D)Xn19.[单选题]5G基站的标准中基站名称叫什么?A)gnbB)nbC)BTSD)enb20.[单选题]当TRS配置的带宽超过其关联BWP的带宽时,UE应该()A)在TRS配置的带宽范围内接收TRSB)在小区载波的带宽范围内接收TRSC)在其关联的BWP带宽范围内接收TRSD)在UE支持的最小带宽范围内接收TRS21.[单选题]NR PDCCH支持的CCE聚合度最大为( )A)4B)8C)16D)3222.[单选题]采用分层法进行传输故障定位的时候,数据链路层主要关注哪方面的配置( )A)IP地址B)掩码C)路由D)VLAN23.[单选题]在5G中PDSCH最大调制是()A)128QAMB)512QAMC)64QAMD)256QAM24.[单选题]-Max参数在SA一般宏站中建议取值为( )dBmC)28D)3325.[单选题]超密集组网用于解决网络( )问题A)容量B)质量C)覆盖D)BLER26.[单选题]下面哪个技术能解决5G上行覆盖问题()A)上下行解耦B)CRANC)大功率覆盖D)3D-MIMO27.[单选题]在5G到4G的重选过程中,UE通过哪条消息获取4G频率的重选优先级( )A)SIB7B)SIB4C)SIB5D)SIB628.[单选题]下列物联网技术中可以支持语音的无线技术是哪个?( )A)eMTCB)SigFoxC)LoraD)NB-IOT29.[单选题]Polar码的特点不包括( )A)Polar码是目前唯一的香农信道容量可达的编码方式。
一、电子对抗的简述1、电子对抗的定义为削弱、破坏敌方电子设备的使用效能,保障己方电子设备发挥效能而采用的综合技术措施,其实质是斗争双方利用电磁波的作用来争夺对电磁频谱的有效使用权,是现代战争中一种重要的作战手段。
由于军队广泛应用先进的电子技术和装备进行战场侦察、目标监视、作战指挥、通信联络、武器控制与制导,从而大大提高了作战能力和快速反应能力。
电子对抗的目的就在于:削弱或破坏敌方而同时又保护己方的这种能力,为掌握战场主动权,夺取战役、战斗的胜利创造有利条件。
有的国家称“电子战”或“电子斗争”。
电子对抗按其对象可分为通信对抗、导航对抗、雷达对抗、制导对抗、光电对抗、敌我识别对抗、无线电引信对抗、遥控遥测对抗等。
随着电子技术应用的扩展,新的对抗领域还会出现。
2、电子对抗的形式电子对抗主要包括电子对抗侦察、电子干扰和电子防御三个基本内容。
3、电子对抗的形成与发展电子对抗始于20世纪初无线电通信应用于军事斗争之后。
第一次世界大战中,交战双方曾用无线电通信设备侦收对方的信息和干扰对方通信联络。
第二次世界大战期间,电子对抗的领域、手段和规模都有了很大发展。
在通信对抗不断发展的同时,导航对抗出现,雷达对抗迅速兴起。
一些国家相继建立了电子对抗专业部队,研究发展了有源干扰技术和无源干扰技术,生产了数十种电子对抗设备和器材,并用于作战。
伴随着干扰技术的发展,各种相应的反干扰技术如改变频率、扩展频段、活动目标显示等也付诸使用。
英军在空袭汉堡时,苏军在斯大林格勒会战以及其他战役中,英、美联军在诺曼底登陆战役中,都成功地运用各种电子对抗手段,有效地保障了战役、战斗的顺利进行。
50年代中期以后,电子技术、航天技术、导弹技术飞速发展,特别是在越南、中东等局部战争中,各种战术导弹、制导炸弹和用雷达控制的火炮广泛应用,促进了电子对抗的全面发展。
电子对抗侦察活动自第二次世界大战结束以来,一直在不间断地进行着,电子侦察卫星、无人驾驶侦察飞机、投掷式电子侦察设备等多种侦察手段相继投入使用。
单位内部认证5G基础知识考试练习题及答案21.[单选题]PUSCH支持( )种波形发送A)4B)8C)2D)6答案:C解析:2.[单选题]以下哪个是用于 SRS传输的 PHR ( )A)Type1B)Type2C)Type3D)Type4答案:C解析:3.[单选题]NR系统中,Normal cp配置,一个时隙一共多少个符号( )A)7B)10C)12D)14答案:D解析:4.[单选题]以下哪种DCIFormat必须与Format1-0size相等()。
A)DCIformat0-1B)DCIformat2-1C)DCIformat0-0D)DCIformat1-1答案:C解析:5.[单选题]5G链路预算时,华为AAU设备考虑的馈线损耗是多少dB?A)2515-2615MHzB)3300-3400MHzC)3400-3500MHzD)3500-3600MHz6.[单选题]5G终端主要采用的天线收发模式为( )A)1T1RB)2T2RC)2T4RD)4T4R答案:C解析:7.[单选题]NSA组网Option3X架构下的下行数据分流是在哪里实现的( )A)物理层B)MAC层C)RLC层D)PDCP层答案:D解析:8.[单选题]如果对于抄表物联网做切片设计,如下哪个功能可以考虑做剪裁( )A)话单功能B)移动性管理功能C)会话管理功能D)设备管理功能答案:B解析:9.[单选题]塔上作业最少需要( )人A)一人B)二人C)三人D)四人答案:B解析:10.[单选题]基站带宽为 80MHz 时,UE 信道带宽不可能为( )A)90MHzB)60MHzC)30MHzD)50MHz答案:A解析:B)30KHZC)60KHZD)120KHZ答案:B解析:12.[单选题]按照功能结构可以把信息基础设施分成三类( )是第一类信息基础设施A)计算机系统B)计算机网络C)电信网络D)电信系统答案:C解析:13.[单选题]5G无线网在超密集组网情况下,为了在多个小站间进行协作,最好采用( )架构A)D-RAN,CU/DU合设B)C-RAN,CU/DU合设C)D-RAN,CU/DU分离D)C-RAN,CU/DU分离,且CU虚拟化集中部署"答案:D解析:14.[单选题]在多个小区中的传输可以被聚合,除了主小区外,最多可以使用( )个辅小区A)10B)15C)20D)25答案:B解析:15.[单选题]哪种为NSA 3X组网A)5G基站通过4G基站接到4G核心网B)5G基站的用户面直接通4G核心网,控制面继续锚定于4G基站C)用户面数据分为两部分,分别做通过5G基站和4G基站传给核心网D)4G基站和5G基站共用5G核心网答案:C解析:16.[单选题]一个UE在一个BWP中最多配置几个CORESET( )C)3D)4答案:C解析:17.[单选题]节能对系统容量有影响的是( )A)符号关断B)RF智能关断C)载波智能关断D)动态调压答案:C解析:18.[单选题]在那些场景下要进行PDCCH的监测( )A)只有semi-staticB)既有semi-staticC)既有semi-staticD)既有semi-static答案:C解析:19.[单选题]UE 如果在 slot n 收到 timing advance command ,那么应该在什么时刻调整它的上行传输 timing ( )A)slotB)slotC)slotD)slot答案:C解析:20.[单选题]如果NR常规CP配置下,子载波间隔为120kHz,那么一个时隙中包含多少个符号( )A)14B)28C)42D)56答案:A解析:21.[单选题]采用两个独立的频率信道分别进行向下传送和向上传送信息的双工方式是( )即一个电台的收发信频率不同,且两个相互通信的电台之间收发信频率正好对应相反解析:22.[单选题]工信部于2017年11月明确的5G系统的工作频段不包括( )A)3.3-3.4GHz(限室内)B)3.4-3.6GHz(室内/室外)C)4.8-5.0GHz(室内/室外)D)900M(室外)答案:D解析:23.[单选题]在5G技术中,用于提升接入用户数的技术是()A)MassiveMIMOB)1mcTTIC)SOMAD)MassiveCA答案:A解析:24.[单选题]gNodeB PRACH初始设置的preamble期望接收功率在( )发送A)SIB1B)SIB2C)SIB3D)SIB4答案:A解析:25.[单选题]在5GC中,以下哪个模块用于用户的鉴权管理( )A)AMFB)AUSFC)PCFD)SMF答案:B解析:26.[单选题]5G帧结构描述中,下面哪一项是错误的 ( )A)帧结构配置可以由SIB静态帧结构配置;B)上下行资源比例可在1:4到2:3之间调整;27.[单选题]波束管理过程不包括( )A)TRP 发射波束扫描 + UE 接收波束扫描B)只进行TRP 发射波束扫描C)只进行UE 接收波束扫描D)UE级信息通过UE锁定波束发送答案:D解析:28.[单选题]以下不属于5G基站BBU设备主控板功能的是( )A)完成配置管理、设备管理、性能监视、信令处理、主备切换功能B)处理上/下行基带信号C)提供整个系统所需要的基准时钟D)实现对系统内部各单板的控制答案:B解析:29.[单选题]科克霍夫(Kerckhoff)原则是什么( )A)密码系统的任何细节已为人悉知,该密码系统不可用B)密码系统的任何细节已为人悉知,该密码系统仍可用C)密码系统的任何细节已为人悉知,只要密钥未泄漏,它也应是安全的D)密码系统的任何细节已为人悉知,密钥泄漏了它也应是安全的答案:C解析:30.[单选题]NR 2.6G和TDD LTE 2.6G系统的帧头偏移多少ms( )A)1B)2C)3D)4答案:C解析:31.[单选题]NSA双连接添加SCG辅载波使用哪个事件( )A)B1B)A1C)B2D)A232.[单选题]在5G空口协议中,主要负责加解密和完整性保护的是( )A)PDCPB)RRCC)MACD)PHY答案:A解析:33.[单选题]NR中下行HARQ最多可以配置多少个进程()A)4B)16C)2D)8答案:B解析:34.[单选题]如下NF中,哪个NF具备QoS的最高决策权( )A)SMFB)UDMC)PCFD)UPF答案:C解析:35.[单选题]NR 中下行 HARQ最多可以配置多少个进程( )A)2B)4C)8D)16答案:D解析:36.[单选题]Secondary Node Addition流程的说法错误的是( )A)SecondaryB)SecondaryC)SecondaryD)Secondary答案:B解析:A)RRC SetupB)Security Mode CommandC)RRC ReconfigurationD)DL Information Transfer答案:B解析:38.[单选题]5G只能在()上去做RLMA)activeULBWPB)activeDLBWPC)ULBWPD)DLBWP答案:B解析:39.[单选题]当采用Option 3X架构时,对应的是哪一种承载类型?A)MCG BearerB)MCG Split BearerC)SCG BearerD)SCG Split Bearer答案:D解析:40.[单选题]NGAP是用于( )接口的协议A)N1B)N2C)N3D)N4答案:A解析:41.[单选题]关于5G AAU A9611,下面说法正确的是( )A)A9611是5G NR低频AAU,支持64T64RB)A9611是5G NR低频AAU,支持128T128RC)A9611是5G NR高频AAU,支持64T64RD)A9611是5G NR高频AAU,支持128T128R答案:A解析:42.[单选题]当QoS flow和DRB之间的映射规则更新,UE会在旧承载上发送什么来指示旧的已经传完B)CompletedC)End MarkerD)RQI答案:C解析:43.[单选题]下列哪种PUCCH格式支持OCC(orthogonal cover code) ( )A)PUCCHformat2B)PUCCHformat0C)PUCCHformat3D)PUCCHformat1答案:D解析:44.[单选题]下列( )值代表DCI与其调度的PDSCH之间的时隙偏移A)K0B)K1C)K2D)K3答案:A解析:45.[单选题]农业传感器信息上报业务属于对5G三大类应用场景网络需求中的( )A)增强移动宽带B)海量大连接C)低时延高可靠D)低时延大带宽答案:B解析:46.[单选题]UE 最多监听多少个不同的 DCI Format Size Per Slot ( )A)2B)3C)4D)5答案:C解析:47.[单选题]以下哪种SSB必须在SSraster上()A)用于NRScell接入的SSBD)用于PScell接入的SSB答案:C解析:48.[单选题]云计算安全需求的能力层不包括哪些( )A)网络安全B)虚拟化安全C)数据安全D)安全管理答案:D解析:49.[单选题]以下不属于5G室分对业务要求的是( )A)支持高清语音B)急速上网100mbps-1GbpsC)时延1ms-10msD)定位精度在10m答案:D解析:50.[单选题]SCG的主小区被称作()A)MCGSecondarycellB)PSCellC)PrimarycellD)SCGSecondarycell答案:B解析:51.[单选题]只能在高频使用子载波间隔的是( )A)30KB)120KC)60KD)15K答案:B解析:52.[单选题]一个BWP最少占用多少个RB()A)22B)32C)1653.[单选题]在通信科学技术工作的职业特点中,从通信科技劳动的人际关系看,具有( )的特点A)实践性,应用性B)“广”和“远”C)严谨性、准确性D)高度的集中统一性答案:B解析:54.[单选题]Timing Advance Command MAC CE对应TA索引值的范围是( )A)0~63B)0~3846C)0~255D)0~13答案:A解析:55.[单选题]毫米波通信带来的路径损耗问题可以如何解决( )A)增加TTIB)高阶调制C)波束赋形D)快速调度答案:C解析:56.[单选题]无线网络仿真目的( )A)指标验收B)利用仿真工具,模拟实际网络覆盖效果。
开放式雷达体系结构可实现网络中心性MIT Lincoln实验室 2010年10月摘要:第二代开放式雷达体系结构已得到发展并投入实践中。
这一研究包括了:一个分层的架构,该架构将应用与下层的软硬件(如操作系统、中间件、通信网络以及计算机平台)分隔开;以及一套组件库,使该结构可用于一系列扩充的应用领域。
库中组件或是新开发的组件可以很方便地被替换,再加上高度的硬件独立性,使应用这一体系结构搭建的系统能够方便地进行维护和升级。
1 介绍:开放式系统的特性雷达传感器及相似的设备控制系统由十分基础的积木式组件发展而来,使用了专有的软硬件体系结构。
这一开发模型通常费用昂贵,并且需要很长的设计与开发研制周期。
因为系统的每个设备都要求使用独一无二的架构及支撑技术,这就使得大量各式雷达系统的维护和升级变得复杂并且昂贵。
采办改革的大力推进再加上越来越多地使用开放式系统(OS)和商用现货技术,这些都为国防采办项目的重大改变及成本降低铺平了道路。
然而,开放式系统的优点不仅仅是控制开发成本,它还能缩短开发周期,以及更好地利用最新技术。
更进一步,OS有助于挑选通用架构、备用供应商以及更有竞争力的采购模型。
可以看到,一个标准的开放式体系结构使雷达系统的开发过程合理化,并极大地提高了未来技术植入的机会。
OS具有以下显著特征:它通常是一个复杂系统,因为可分解成各个子系统,所以可控性更强;可进一步细化到组件。
OS中的部件通过定义良好的已发布的组件接口以一种可预测的方式进行交互。
这一方法使得单个部件(如子系统或组件)在被替换后不会影响系统的其他部分,只要替换的部件符合已发布的互操作性能及接口。
这里所描述的系统分解有以下主要优点:部件开发过程的可控性更强,因为只需更少的工程师和开发人员去研发既定的部件;部件测试起来更加方便,多级测试(单元、组件、集成、验证)同样如此。
单个部件可以被其他具有相似功能的部件替换,但那些部件要能具有适当的性能和接口。
这就使OS的集成不同于那些单独开发的子系统或组件,在开发过程中可以选择更合适的部件,使系统性能得到进一步提升。
系统的开放性很大程度上是由部件与其接口的相关性所决定的。
一个开放式系统极有可能包含一些封闭的或具有专利的部件,只要它们的功能广为人知并且符合通用接口定义。
一个典型的复杂例子就是高度集成的电子电路——CPU芯片。
这些芯片的性能众所周知,因为其编程模型及接口规则被供应商普遍公开。
但芯片设计细节仍是商业机密。
这丝毫不会影响芯片在开放式系统环境下的使用,同时允许厂商在一个特别的或通用的OS商业形式下运作。
在开发OS时,比较理想的情况是确保体系结构能支持下列重要方面。
体系结构应能被广泛应用于不同的设备。
这就包括地基雷达和光学传感器、碟型天线和相控阵雷达、机载传感器(包括用于地面监视的合成孔径雷达(SAR)),以及其他应用了过程链概念和开环数据收集或闭环控制方法的设备。
开放式体系结构的另一个有待解决的重要问题是普遍支持各种计算框架。
传感器及设备开发中常用的计算框架类型包括对称多处理器计算机、集群计算、嵌入式设备计算以及其他专用的高性能计算(包括GPU等)。
一个开放式体系结构应能支持上述不同的计算场景,当软件组件从一个计算平台转移到另一平台上时,其改动量要最小。
网络中心性同样也是OS一个很重要的方面。
通常系统必须能够接收指令和行为修正请求,提供数据并能反馈给用户。
系统不仅需要连入网络,在很多情况下,还需要使用为以Web为中心的世界而开发的常见技术来提高其可用性与可配置性。
由国防信息系统机构(DISA)部分开发及提供的网络中心企业服务(NCES)可作为开放式系统网络中心方面的一个通用基准。
OS最后一个很重要的方面是一个可复用的组件功能库。
这个库至关重要是因为提升了具有通用功能的组件的复用性。
例如,一个对原始雷达数据进行逐脉冲集成的集成模块就是一个应用广泛的组件。
有了一个适当的组件库后,只要组件性能与系统工程设计差不多相一致,系统的集成和测试就能被简化。
想实现这一目标,鲁棒的组件设计标准就显得尤为重要。
组件库也可作为一个基准,从中可以取出或修正组件。
如果组件基于面向对象模型构建,则这一能力可以得到提升。
2 MIT Lincoln实验室开放式雷达体系结构ROSA II是第二代开放式雷达体系结构(ROSA)。
ROSA是MIT Lincoln实验室为Test Range雷达现代化而开发的。
相比第一代,第二代体系结构融合了更好的灵活性、可扩展性、模块性、可移植性、可维护性。
ROSA II 聚焦于如何优化这些特性上,同样关注如何为开发测试仪器和试验台以及开发战术Turnkey雷达系统而提供一个鲁棒的基础设施。
要实现这一点,关键是要进行抽象,组件中的各接口需要被分离和定义。
ROSA II系统的新特性是能直接简单地支持相控阵雷达。
相控阵列对于未来雷达系统的发展极为重要。
例如,相控阵列系统要求闭环跟踪和脉冲调度组件具有更高的鲁棒性。
此外,一个相控阵列系统的信号处理需求很大,因此可能需要专用的信号处理硬件子系统。
这些要求可以通过使用专门的并行计算机而得到满足,且不会影响系统中其他的通用计算机。
系统中有一个抽象的通信层,称为“ROSA瘦客户端层”(RTCL),用于连接不同的子系统,而各子系统无需了解其他系统内部如何运作。
它还使系统的软件组件对于计算平台和网络基础设施局部透明。
例如,一个系统可能基于一个对称多处理器平台,或一个计算机网络集群,或同时基于两者。
ROSA II软件组件无需更改即可置于这些平台体系结构中。
硬件和操作系统具体细节的抽象使得ROSA可轻易使用不同类型的设备用于控制和信号处理。
系统设计者可酌情选择利用廉价的商用计算机、小体积节能加固计算机或是传统高性能对称多处理计算机。
图1将ROSA描述为组件化软件和软硬件混合的系统。
下面具体介绍这一结构的开放性体现在哪些方面。
该体系结构是一个分层的结构,其将软件应用模块或组件与下层细节分隔开。
这些常用组件被写入一个专门的API中,包括RTCL的常用接口以及操作系统的与POSIX兼容的常用接口。
TRCL将组件从中间件或在用的中间件的特定方面隔离开。
这使得组件可与任何被RTCL所支持的中间件一起使用,如有需要,还能与多种中间件同时使用。
而这些无需更改组件的应用代码,只需更改配置。
就是这一特点使组件具有了局部透明性。
组件包含在一个组件库中。
系统利用一批合适的组件或开发者生成的新组件来构建。
必要时,任何系统开发者都能维护那些被选中的组件。
设计良好的组件应该是松耦合的,并且依赖于由接口控制文件(ICD)所定义的输入输出。
ROSA组件技术(以面向对象的基础类形式)支持一个共用的组件对象模型,该模型支持数据输入输出、组件控制与状态日志记录功能的代码共用。
共用组件模型还支持一个组件状态机,以及计时和时间控制功能。
这些功能由一个组件基础类提供,ROSA所有的组件在默认情况下继承并获得这些功能。
需要使用这些功能的应用代码可以在已完成的组件代码中继承并写入基础类的相关部分。
时间控制功能是从时间预算的角度来改善系统的。
某一特殊组件可能需要在一个特定时间段内响应一个结果或一个动作。
大多数组件可以避免这一类严格的计时控制,但一些典型的时间关键的组件在时间预算方面不得不实现可靠响应。
这一需求在组件基础类中能得到满足,组件可利用其处理时间关键的需求。
其结构以计时例程的形式呈现,包括回叫(因为预设的时间预算限制而得以实现)。
在必要时,应用编程人员可以提供代码来处理超时异常。
例如,一个组件可以基于有效时间和信息来精确目标定位评估结果。
当它为新的目标报告准备的时间预算用光时,它将能提供最理想的有效评估。
RTCL可以同时或单独支持许多中间件。
那些必不可少的中间件在RTCL的某一位置被支持,而不是在任意应用代码中。
利用这一结构,就无需选用一个特定的中间件或在应用层支持两个甚至更多的中间件。
应用组件被简单地从单个中间件细节中分隔出来,由此也从RTCL API层下的组件内通信细节中分隔出来。
上述情况可以通过一个只有2个中间件的系统来解释。
例如,一个中间件可以被优化来传输一个单对称多处理器(SMP)上的组件信息;另一个可以被优化来支持网络上的信息传输。
在ROSA的参考模型中,前者使用了一种共享内存传输模式,组件中进行数据转让时无需做数据拷贝,这对于最终的吞吐量和降低延时来说很重要。
而后者是一个数据分发服务(DDS)发布-订阅中间件。
DDS是一个对象管理组织(OMG)的标准。
3 网络中心性将带有标准组件模型基础类的Web服务器纳入系统后,ROSA就直接实现了网络中心性。
而这一特性连同编制组件和数据流组件,使系统设计人员可以轻松构建全网络中心的系统,以支持传感器和数据收集代理所必需的接口、流数据生成、传统的请求响应数据共享范式,以及满足多任务需求。
4 示例用例ROSA已被成功用于构建一个移动测量雷达原型样机,从而在测试范围内对独一无二的signature雷达进行了升级改造。
ROSA还被用来构建了太空监视设施中独一无二的雷达等。
监视雷达系统目前已发展到具有宽泛的可配置特点。
光学系统后端同样如此,其与雷达系统共用某些组件。
ROSA已被用于开发一个台式示范相控阵雷达(demonstration phased array radar),连同多功能调度器和相控阵脉冲级仿真器。
ROSA通过将雷达处理与控制系统分解为各个由COTS硬件和模块化软件所构造的积木式功能组件(building block)来支持开放式系统模型。
这使得子系统的组件具有松耦合性,使用定义良好的接口将各子系统连接到一起时,就组成了一个完整的雷达处理与雷达控制系统。
积木式组件可被轻松增加或修改,以适应新技术的植入,同时对雷达系统其他部件的影响极小。
更重要的是,已有的雷达组件(blocks)可被共享用作开发新的雷达或升级已有的系统。
目前,这种模块化开放式体系结构已经实现了更快的投入使用、更低的成本和更强的通用性。
5 总结ROSA II体系结构利用发布-订阅技术来实现数据分发。
组件通过监听它们所需数据的数据主题来获得已发布的数据。
组件订阅输入数据,发布输出数据和某一状态主题下的状态信息,并接收某一控制主题下的控制信息。
连入这些发布-订阅链的组件通常以一对多的方式进行通信。
组件通过一个隔离层与通信层交互。
隔离层使用了一个通用组件API,其不依赖于有特殊应用的中间件。
这就可以避免使用一个或一组特殊中间件来完成任务。
这么做是因为中间件技术经常升级换代,所以在解决方案中只使用一种特定的中间件显然是不明智的。
另外,很多特定的任务需要专门的中间件,而系统的隔离层中可以适当实现多种专用中间件,且无需对应用组件做任何更改。
目前,Lincoln实验室已将ROSA II用于雷达系统、光学控制系统和其他设备控制领域的系统、中间件、所适用组件的体系结构设计和参考实现中。