兼容功能（通用3篇）
兼容功能 篇1
随着信息化战争形态的不断发展,要求武器平台同时具备战场探测、电子战、通信、导航等多种能力。为确保作战平台在装备雷达、电子战、通信、导航等多种功能电子设备的同时,又不大幅增大平台的体积和重量,保持其机动性能,这就催生了一体化多功能电子系统[1,2,3]技术的发展。所谓多功能电子系统,即通过计算机和数字技术,集告警、侦察和干扰于一身,共享系统资源,同步执行雷达、通信、电子对抗等多任务的一体化系统。
多功能电子系统采用天线收发分置的方式,通过共享发射阵列和接收阵列实现雷达、通信、电子战等多种功能的一体化,图1为多功能电子系统发射阵列和接收阵列的工作示意图,其中,发射阵列主要完成雷达、通信和电子攻击等的电磁辐射任务,而接收阵列主要完成雷达回波接收、通信信号接收以及电子侦察等任务。
为保证不同的发射阵列电子任务能够同时执行,相互又不发生干扰和影响,在多功能电子系统的设计中,并发任务的电磁兼容是必须考虑的问题。文献[4]讨论了机载设备电磁兼容产生的原因,并建立了电磁干扰的理论模型,但未探讨实现电磁兼容的具体措施。文献[5]列举了舰艇电磁兼容的相关解决途径,但其电磁兼容针对的是不同的电子系统,未考虑各系统共用天线后相互之间的电磁兼容问题。文中针对多功能电子系统发射端共用同一天线的情况,分析了任务间产生电磁干扰的原因,给出了相关的解决措施,并提出了一种基于优先级的电磁兼容调度算法,实现了多功能电子系统任务的电磁兼容性和任务有效性。
1 发射任务电磁兼容分析
多功能电子系统是共用天线的多任务同时执行的电子系统,其发射阵列的并发任务间必须同时满足3个电磁兼容条件:(1)在空域上存在共同的作用范围。(2)在频域上存在频谱的重叠。(3)在时域上存在任务执行的共同时间段。当同时满足以上3个条件时,任务之间就可能会出现同频干扰、邻道干扰等问题[6,7]。
因此,为实现发射任务间的电磁兼容性,需要采取相应的管理措施。实现电磁兼容任务调度,最根本的方法就是使每一个任务所发射的信号都是惟一或可采取某种方法进行严格区分的,使每个任务的接收机都能够将自己需要接收的信号与其它任务所产生的信号区分开来,从而达到抗干扰的目的。多功能电子系统的电磁兼容任务调度设计主要从以下3个方面考虑。
(1)空间分析。
空间分离是抑制任务间电磁干扰的有效方法[8]。当若干种相互干扰的任务需要执行时,则可通过空间管理使若干个不在相同空域工作的任务同时执行。比如,一个雷达跟踪任务和一个通信任务,他们的波束在空间上没有重叠,则可以安排他们同时执行。
(2)频域分析。
频谱分离是实现电磁兼容的主要方法。为降低使用时发生电磁干扰的机会,同时执行的任务频谱需设置错开。如果任务调度时出现了频谱重叠,可以利用频率自适应技术[9,10],自动寻找可用信道,将载频转换到不受干扰的频道上,从而使接收机在接收信号时不发生干扰。
(3)时域分析。
时间分离是实现电磁兼容的最简单的方法。当任务无法通过空间分离和频谱分离实现电磁兼容时,可以使相互干扰的任务分时工作以保证任务顺利执行而不受影响。需要注意的是,虽然时间分离是简便的电磁兼容方式,但也是使电子设备作战效能损失最大的管理方式。
由于只需要空域、频域和时域有一个领域满足电磁波分离,任务就能顺利执行不被干扰,所以文中采用图2的电磁兼容层次管理模式,以达到实现电磁兼容的方便性和有效性。系统优先考虑空域分析,把空域相关的任务再进行频域分析,频域分析主要采用频率自适应技术,由于时间分离是作战效能损失最大的电磁兼容方式,故作为最后考虑的实现手段。
2 多功能电子系统电磁兼容性调度算法
2.1 电磁兼容调度模型
在给出电磁兼容调度模型之前先作以下假设:(1)多功能电子系统提交的任务都是不可中断的,即一旦任务开始执行,中途不可中断,直至任务结束。(2)多功能电子系统提交的任务只能在其时间窗内执行,一旦超过时间窗,此任务便会丢失,无法执行。(3)每个提交的任务占用资源均小于系统资源的最大供应量。(4)多功能电子系统的资源是可重用的,即资源不会随着任务的执行而消耗,只是其可用量在各个时间段内是有限的,在任务执行结束后资源便又释放到系统资源中供其他任务调用。
多功能电子系统任务调度模型符号说明如表1所示。
多功能电子系统任务调度模型的数学描述为
min CTi,LT (1)
其中,式(1)是以多功能电子系统任务调度的最短执行总时间和最小任务丢失率为目标函数的表达式。式(2)是系统资源约束关系,文中考虑的资源主要是孔径资源和频谱资源约束以及电磁兼容约束。式(3)是时间窗约束关系,在满足资源约束关系的条件下,若任务不满足时间窗约束关系,则会被放入任务丢失列表,不会被调度执行。
2.2 基于优先级的电磁兼容调度算法设计
设计多功能电子系统电磁兼容调度算法需要考虑以下两个原则:
(1)优先级原则。多功能电子系统的任务有各自的一个优先级,当无法保证两个任务同时执行时,一般优先考虑优先级别高的任务。优先级的大小是根据任务的重要度、时间窗以及其他一些先验属性决定的[11,12]。
(2)时效性原则。为保证任务的时效性,每个任务都有一个时间窗,任务必须在时间窗内才能调度执行,一旦其结束时间超过时间窗截止时间,任务就会被丢弃。时间窗的大小根据任务的时效范围确定。
基于优先级的电磁兼容调度算法的基本思想为:依据优先级和任务截止时间对任务进行排序,然后依次处理任务列表,将各个任务与可执行列表中的任务进行电磁兼容分析,分析顺序为空域、频域、时域,若满足时间窗约束则送入可执行列表并确定空域、频段、开始执行时间和结束执行时间,否则送入任务丢失列表。
空域分析时,空域会被划分成若干个扇形区域,根据多功能电子系统发射任务的特性,任务的执行空域为其中的任意多个空域单位,空域的冲突判断采用两两比较法,并用矩阵表示,一旦两个任务在任何一个扇形区域发生冲突,就视为这两个任务空域冲突,例如有4个任务,空域被分成4个区域,任务的执行区域分别为[1,2]、[1]、[4]、[1,2,3],若以1表示冲突,则其冲突矩阵为
频域分析时,频域会被划分成若干个频段,每个频段足够一个任务的频谱宽度,如此便可保证任务间只要不占用同一频段,就不会出现频率干扰。时域分析时,任务主要是通过在其时间窗范围内移动开始执行时间,以达到和冲突任务不同时执行的目的。
假设某时刻任务池提交了N个任务请求{Ri},i=1,2,3,…,N,图3为多功能电子系统电磁兼容调度算法流程图。
3 仿真分析
3.1 任务调度实例
假设某时刻任务池提交了30个任务,用1～30编号;空域划分为10个扇形区域,用1～10编号;频域划分为10个频段,用1～10编号。各任务的优先级、时间窗、执行时间、频段和空域位置均随机产生,其中优先级的范围为1～6级,时间窗的范围为30～60个时间单位,执行时间的范围为1～7个时间单位。表2给出了30个随机产生的一个任务参数对应矩阵。
输出可执行列表,如表3所示。从表2可以看出,30个任务都得到了较好的安排,从而有效地实现了任务间的电磁兼容。所有任务的结束时间为13,均满足时间窗约束,因此没有任务被丢弃。系统根据可执行列表对各任务的实际开始时间进行排序,便得到系统的执行调度列表。
3.2 性能分析
3.2.1 任务数对性能指标的影响
任务结束时间和任务丢失率是在任务调度时需要关注的主要性能指标。图4和图5分别给出了上述仿真环境条件下不同任务数对任务结束时间和任务丢失率的影响。
如图4所示,随着任务数的不断增加,任务结束时间也不断上升,在任务数达到150时,结束时间出现拐点,不再增加,而趋于稳定,这是因为受到系统资源负载的作用,那些在到达时刻无法安排的任务只能延迟调度而使得任务结束时间增加,加上所有任务受到任务时间窗的限制,导致任务数达到一定量时趋于稳定,不再有大的波动。
如图5所示,当任务数<55时,任务丢失率一直为0,这说明算法充分利用了多方位多层次的电磁兼容手段,使得任务调度的电磁兼容能够很好地实现,随着任务数的增加,任务丢失率也不断上升,当任务数达到300时,任务丢失率达到了0.6。在实际应用中,可以根据不同的需要设定最佳的任务数范围。以此问题规模为例,若需要任务丢失率保持在0.1以内,任务数应保持在70以内;若需要任务冲突率保持在0.2以内,则任务数保持在100以内就可以满足要求。
3.2.2 与传统方法的任务调度结果比较
为证明文中算法在多功能电子系统任务调度中的优越性,将之与传统的任务调度算法进行比较。
传统任务调度算法的基本思想,是将任务池提交的任务,根据其优先级的大小依次添加到执行任务链表中,同步地将系统可用资源中减去每个任务所消耗的资源,对于那些由于系统资源不够而无法安排的任务,推迟其至系统资源增大时执行。在这过程中还需不断地将任务请求中超出截止期的任务删除,对于已安排的且达到其执行结束时刻的任务要释放所占用的系统资源。
图6显示了两种算法的任务结束时间情况,可以看出,任务数<150时,在任务数相同的条件下,电磁兼容调度算法的结束时间明显小于传统任务调度算法的结束时间,一般电磁兼容调度算法的结束时间要比传统任务调度算法缩短5～10个单位,这主要得益于电磁兼容调度算法充分利用空域和频域,使得在同一时刻可以安排更多的任务而不出现相互干扰。当任务数>150以后,两者的任务结束时间彼此相当,这是因为时间窗的最大范围是60,再多任务竞争也不可能超过60。因此,任务数<150时,相同数量的任务申请执行,电磁兼容调度算法可以更早地执行完毕,提高了任务执行的时间效率。就任务结束时间指标而言,电磁兼容调度算法具有一定的优越性。
图7显示了两种算法的任务丢失率情况,从图中可以看出,此问题规模下,传统任务调度算法的任务丢失率在任务数<25时都为0,而电磁兼容调度算法的任务丢失率在任务数<55时都为0,随着任务数的不断增加,电磁兼容调度算法的任务丢失率始终要比传统任务调度算法的任务丢失率约低于20%,这说明电磁兼容调度算法在任务丢失率方面也优于传统任务调度算法。究其原因主要是电磁兼容调度算法通过空域、频域和时域三维进行任务分配,让每一个任务尽可能提前开始执行,从而使得任务结束时刻超过时间窗的任务数量减少,任务丢失率自然也比传统任务调度的任务丢失率小,体现了其在此性能指标上的优越性。
4 结束语
多功能电子系统是为适应现代复杂作战环境提出的,多功能电子系统的研究也已成为今后所面临的重要研究领域。在多功能电子系统设计中,为保证系统能够顺利完成指定任务,电磁兼容是必须考虑的问题。文中在分析发射任务电磁兼容的基础上,提出了多功能电子系统任务调度的电磁兼容层次分析模型,并设计了基于优先级的电磁兼容调度算法,最后通过实例仿真进行了算法实现,分析了此算法下的任务结束时间和任务丢失率这两个性能指标,同时与传统的任务调度算法进行了比较分析,结果表明,设计的电磁兼容算法在解决系统任务电磁兼容问题、实现任务调度上具有一定的有效性和优越性。
摘要：针对多功能电子系统射频任务的电磁兼容问题,在分析电磁干扰原因的基础上,建立了任务调度的电磁兼容层次分析模型,设计了多功能电子系统电磁兼容任务调度算法,算法采用空域、频域、时域多维层次分析方式,有效地实现了任务间的电磁兼容。最后分析了算法的任务结束时间和任务丢失率,并与传统的任务调度算法进行了比较分析,结果表明,文中设计的电磁兼容调度算法,在解决任务调度电磁兼容问题上具有一定的有效性和优越性。
关键词：多功能电子系统,电磁兼容,优先级,时间窗
兼容功能 篇2
现在的市场上的浏览器多种多样，百度浏览器、谷歌浏览器、火狐浏览器、猎豹浏览器等，现在很多浏览器分为兼容模式和极速模式，兼容模式主要是为了以防某些网银或网店之类的交易网站出现不能登录的情况，而极速模式以提高网页加载速度体验为主。但是就有很多软件或是一些网页如果不是兼容模式的话，就不能运行或是使用。下面就让我们一起来看看猎豹浏览器怎么设置兼容模式?设置兼容模式教程，
1.【首先打开猎豹浏览器，找到左上角猎豹图标，点击】
2.【在弹出的选项里面找到“选项/设置”，点开】 3.【然后会弹出一个设置界面，找到浏览模式，选择“优先使用兼容模式”】 4.【选择成功后，界面上方会弹出提示：修改以保存。这样兼容模式就设置成功了】
兼容功能 篇3
挑战:
作为美国国防部 (DoD) 的解决方案服务提供商, CACI认识到, 部分用来维修仓库中武器系统组件的早期传统测试设备已经过时, 需要开发一个能够涵盖这些设备测试和诊断功能的解决方案。
解决方案:
使用现代商用技术开发一套自动化测试系统来替代DoD目前正在使用的传统测试系统;应对不可避免的淘汰风险;潜在地使用该系统来替代以前各种支持航空电子设备和其他重要武器系统组件的单用途传统测试系统。
CACI简介
CACI为美国情报局、国防部和联邦文职客户提供支持国家安全任务和政府转型的信息解决方案和服务。作为财富1 000强公司之一和罗素2 000指数成员之一, CACI在全球设立了超过120个办事处, 为全球约14900名员工提供充满激情和活力的工作环境。
决策流程
CACI决定开发一个既可满足美国国防部近期需求, 也可满足其未来长期需求的测试系统。目标是构建一个与所支持的武器系统具有相同生命周期的测试平台。此外, 该设计将基于不包含专有硬件的商用解决方案, 使最终用户无需向CACI寻求支持即可维护系统硬件。
CACI首先调查了几个潜在的硬件解决方案, 并分析了每个方案生命周期中特定阶段的不同技术。CACI决定选择商用已久的技术以确保可靠性, 同时该技术处于其生命周期的相对初期, 以确保其在未来几年内仍然适用。
在仔细研究了市面上的潜在解决方案后, CACI决定以PXI架构为基础来开发测试解决方案, 该技术具有以下关键特性:
(1) 占用面积:CACI计划替换的许多传统测试系统都运行在工作台上。为了尽可能减少对工作车间的影响, 其中一个关键目标就是开发一个可以替代传统系统且可放置在工作台上的测试系统。
(2) 众多供应商可选:由于顶尖的仪器开发者都已采用PXI架构, 因此在设计测试系统时有各种各样的仪器可供选择。
(3) 超值组合:CACI还意识到, 由于维护车间的预算紧张, 因此达到或超出传统系统的测试要求时还需要控制成本。因此, CACI致力于提供功能强大且价格合理的解决方案。该成本控制不仅是制定采购价格的考虑因素之一, 同时也是建立长期支持的一个影响因素, 其中包括备用零件和设备以及系统维护和校准的人力资源。
决定采用PXI架构后, CACI接下来要考虑的就是仪器的选择。PXI的优势之一就是可以从众多供应商中选择各种仪器来满足特定需求。决策过程中, 为需要移植的首批最终成品设置激励和响应要求。为了评估供应商的仪器功能和成本, CACI还考虑了供应商的某些品质因素, 包括如何响应客户咨询及在业内的声誉。
在完成了分析和市场调查后, CACI决定采用NI的技术, 根据测试需求以及NI高性价比的产品组合来开发大部分测试解决方案, 这使得CACI能够控制单位成本。此外, NI产品交付时间短, 保证原型开发进度不会因为等待仪器发货而造成延迟。
最初, 为该台式测试解决方案命名时, CACI认为它仅能支持有限的几种仪器。但后来, CACI和客户逐渐意识到该测试系统可用于范围更宽广的最终产品, 因此将其名称更改为“通用台式自动化测试装置” (CBATS) 。
目前, CACI已经开发了两种CBATS型号:101和201。CBATS 101是成本较低的初始解决方案, 建立在8槽PXI机箱上, 是两种型号中体积较小的一款。CBATS 201体积较大, 建立在18槽PXI机箱上, 具有更强大的测试和测量功能。选择以下NI组件作为CBATS 201的核心:
NI PXI-1045:18槽3U PXI机箱;
NI PXI-8108:2.53 GHz双核PXI嵌入式控制器;
NI PXI-2532:512交叉点矩阵开关模块;
NI PXI-2568:中功率通用单刀单掷 (SPST) 继电器;
NI PXI-4072:数字万用表;
NI PXI-6221:16位, 250 kS/s, 16路模拟输入;
NI PXI-7852R:基于Virtex-5 LX50 FPGA的多功能RIO;
NI PXI-5122:14位100 MS/s数字化仪 (配合两个TEGAM 4040A放大器/衰减器模块使用) 。
CBATS 201采用PXI-2532开关矩阵作为路由各种I/O信号至测量仪器 (PXI-6221和PXI-4072) 的导线管。此外还集成了3个PXI-2568单刀单掷 (SPST) 继电器模块, 用于路由内部电源和信号源至外部接口, 并提供了用户自定义切换的功能。PXI-5122数字化仪与两个TEGAM 4040A放大器模块配合使用, 可对峰值电压达100 V的信号进行高速分析。PXI-7852R现场可编程门阵列 (FPGA) 模块是一款软件可配置的设备, 用于创建任意波形和锁相信号, 并可异步捕捉和分析数据。
软件工具
CACI对开发系统软件组件和测试应用程序的最佳工具进行评估时, 遵循了特定的标准。在可能情况下, 希望直接利用员工掌握的知识, 以确保员工与所选择的工具无缝配合。最后, 还希望选择可以快速、高效生成所需应用的工具。
CACI选择NI LabWindows/CVI作为系统软件组件。为使硬件独立于测试应用, CACI创建了一个硬件抽象层。该方法可以在仪器因停产而替换时, 对测试应用影响的最小化。CACI很高兴LabWindows/CVI可以提供所需的功能, 而且由于设计中采用了多种NI仪器, CACI完全无需担心软硬件的集成问题。再者如果遇到集成问题, 仅需要与供应商一起来解决问题即可。
CACI基于CBATS开发的许多早期测试程序集 (TPS) 软件应用支持驾驶舱指示器。这些系统中一个关键的测试和诊断环节是仿真航空信号输入到设备中时需要维护技师目视确认系统的响应是否正确。由于测试的视觉化特性以及操作员的介入, CACI选择NILabVIEW图形化开发环境在CBATS上开发第一个TPS。这些最终产品一般没有任何参数数据需要采集, 而且大部分测试标准只是简单的合格/不合格或通过/不通过。使用LabVIEW的一个额外优势是相比传统编程语言, TPS的开发时间明显缩短。
随着需要移植的TPS类型不断演变, CACI开始开发需要很少或无需操作员介入的航空电子设备TPS。这些TPS一般由一系列测试组成, 其中包括对元件施加激励, 以及测量响应是否符合预期。对于这类TPS, CACI选择使用NI TestStand, 因为该软件允许从零开始快速开发新TPS。在开发初期, 使用NI TestStand创建TPS。CACI在大约3个月的时间内就可卓有成效地开发出一个现场测试系统。除了TPS快速开发, NI TestStand还提供了多种重要的特性, 例如捕捉参数数据来支持测试数据表的创建。NI TestStand还可与LabVIEW和LabWindows/CVI无缝集成, 因此可直接调用使用这两个工具开发的软件程序段。
CACI将继续结合CBATS使用这3种软件产品。通常根据所测的最终成品类型来决定使用LabVIEW、LabWindows/CVI或是NI TestStand。一般来说, 在测试过程中操作员是不可或缺的, 例如需要视觉反馈或调整时, CACI选择使用LabVIEW。当最终成品需要一组定义好的电子输入并生成可测量且可写入到数据表中的输出时, 如果这时测试需要最低程度的操作员介入, 则CACI选择仅使用NI TestStand, 或将LabWindows/CVI或LabVIEW与NI TestStand一起配合使用。
结论
CACI已经认识到开发灵活且价格合理的测试系统用于维护车间以替代已不受支持的传统测试系统是刻不容缓的。CBATS这个开发成果现在已经是一款广泛应用于许多DoD台式应用且价格极具竞争力的测试解决方案。其他优势还包括仪器通用性强、适用于各种各样的最终产品。目前, 已经有数十个包含数百个独特零件的测试系统被CBATS 101或CBATS 201所替代。作为通过DoD标准测试仪产品家族 (FOT) 认证的一员, CBATS在未来将可继续取代传统测试系统, 并为满足新的测试需求奠定基础。