ACARS地-空数据链中数字证书的应用研究

ACARS(aircraft communication addressing and reporting system)即飞机通信寻址报告系统,它是当前民航部门使用的飞机与地面的主要通信方式之一.ACARS地空数据链对航空飞行安全保障十分重要,但其安全性和重要性并非成正比.在分析其安全隐患的基础上,针对ACARS中实体身份认证方法的不足,在地-空安全会话初始化中研究基于椭圆曲线加密ECC (elliptic curve cryptography)的数字证书认证方法,以及基于OpenSSL的航空地-空数据链数字证书,设计和实现了用于签发和管理的证书授权机构.分析表明,将数字证书认证方法应用到ACARS中,会提高系统的安全性,并且不会对系统性能造成影响.     

基于Windows系统环境下的精确定时过程实现

首先阐述Windows系统环境下的消息处理机制；然后对Windows下几种常用精确定时器进行比较；最后设计一种基于多线程技术的高精度定时器。通过实际测试，验证了该定时器的高精度性能，很好地实现了以毫秒级定时的通信任务。     

基于点对点模式的消息机制与数据传输

讨论了一种适合分布式多数据库系统结构的基于点对点通信模式的消息机制与数据传输问题,并给出了一个应用实例。     

家庭网络安全的研究

分析了数字媒体的内容管理和版权保护、家庭中网络设备和信息家电本身的安全机制、以及实现整个家庭网络的安全机制等家庭网络中安全涉及的主要方面.还考虑在实际的家庭网络环境中,根据用户的安全需求提供了不同层次和级别的安全策略:信息家电间无安全机制;信息家电间具有基本身份认证及消息认证机制;信息家电间具有完善的身份认证、消息传输加密及消息认证或消息签名机制.最后,分析了IPv6在家庭网络安全中的应用.     

消息队列在智能优化算法中的应用

针对启发式智能优化算法的特点,为提高算法的优化效率,以消息队列机制为基础提出了一种多线程并行计算技术。讨论了多线程并行计算的模型及原理,介绍了多线程之间通过消息队列相互通信的同步控制技术。通过气动优化问题在不同线程数目下并行计算的比较,表明消息队列可以简化线程间的通信过程,显著提高计算效率,具有一定的实用价值。     

飞机通信寻址和报告系统(ACARS)一种新的空地数字通信系统

目前,民航客机陆续加装了ACARS系统。作为新发展起来的一种空地数据通信系统,ACARS具有提高地面与机组通信的准确性,促进资料和数据在航空公司内部共享以及增加信息量,降低成本等诸多优点     

ACARS数据链中的安全通信

ACARS数据链是一种传输数字信号的VHF空地网络传输系统,它的安全性直接关系到飞机飞行的安全.而ACARS数据链的内在特点使得ACARS系统的安全受到巨大的威胁,包括数据泄漏、数据欺骗、实体伪装和拒绝服务.文中针对这些安全隐患,提出了基于第三方的端对端的安全架构,以及混合了对称密码和非对称密码的综合解决方案.     

数字空地通信服务系统AIRCOM

一、前 言 1977年ARINC研制了世界上第一套取名为ACARS(ARINC通信寻址和报告系统)的空/地数字数据链系统。北美地区的航线大多采用ACARS。     

无人机网络中数控分离的安全传输机制

数据和飞控指令的安全性是无人机网络安全性的一个重要方面。针对现有的无人机网络安全机制中的不足，本文提出了一种数控分离的安全传输机制。针对无人机向地面站发送的数据采用基于高级加密标准的计数器和密文分组链接消息认证码（AES-CCM）认证加密机制的数据安全传输协议，保证数据的机密性和完整性，针对地面站向无人机发送的飞控指令设计了基于一次签名的飞控广播认证协议，保证飞控指令的完整性。通过安全性分析，证明所提出的方案能够保护数据的机密性和完整性，以及飞控指令的完整性。最后，通过仿真试验分析了所提出方案的性能，结果表明，所提出的数据安全传输协议发送100B和1KB的消息时，平均每个消息的认证加密时间和解密验证时间均不超过1ms；所提出的飞控广播认证协议在使用不同的哈希函数时，对1MB的飞控指令生成签名和验证签名的时间为1～2.7ms，在实际应用中具有高效性。     

1553B总线消息驱动表的优化方法研究

主要针对某型飞机航电系统1553B数据总线通信中的消息大小周期划分以及消息如何在小周期中分配的问题进行了比较深入的探讨和研究，首次提出了一种简单可行的算法－动态完整性分配法，并在理论上给予了数学证明，在工程上也得到了验证。     

航空器通信寻址报告系统数据处理技术研究

在实时追踪航空器动态的各类信息中,航空器通信寻址报告系统(ACARS)数据的精度和更新速度虽然无法和空管雷达相比,但其作用距离远、信息内容丰富的优点对空中交通管理尤为重要。由于目前国内民航采用的ACARS数据处理系统全部是引进美国ARINC公司的产品,极大地的限制了ACARS数据的应用。本文将尝试研究ACARS数据处理技术,以期对开发中国自己的数据处理系统做出贡献。     

ACARS报文参数的辨识

针对由于传输差错及人为因素引起的报文准确性和完整性问题,本文介绍了ACARS报文的种类及其基本结构；提出了参数辨识技术,它包括报文数据的预处理、译码和校验三部分。实验结果证明,该技术提高了ACARS报文的正确识别率,具有维护简单、扩充方便灵活的优点,对空地数据链技术在民航的有效应用起到积极作用。     

VHF空地数据译码系统框架设计与实现

提出了基于COM 组件的VHF空地数据译码系统框架,着重介绍了报文识别组件、网络通信组件与译码组件及其基于.NET平台和C#语言的设计与实现。经ACARS数据测试,系统各组件工作正常,所译参数正确。     

基于ACARS的飞机航迹实时安全监控技术

首先简述TACARS系统的定义和特点,然后通过试验找到一种合适的航迹数据预测方法,接着用该方法预测航迹数据,最后提出一种符合实时安全监控要求的航迹数据预测算法.试验结果表明基于三次样条的航迹预测方法具有很高的精度和较强的工程实用价值.     

基于北斗卫星导航的搜救系统原理与构型

为使基于北斗卫星的导航搜救系统比现有全球卫星搜救系统（COSPAS-SARSAT）更具先进性、优越性、更适应我国国情,在全球卫星搜救系统基础上构建基于北斗卫星搜救系统的原理和构型,使其具备提供全天候、全天时、高精度、高可靠的定位、导航和授时服务,并充分利用短消息服务有效缩短救生搜索和定位时间,提高了搜救效率,同时加强卫星定位保密程度,为未来军事用途打下基础。     

波音777飞机ACARS系统及马航MH370航班失联事件分析

马来西亚航空公司MH370客机失联事件一度引发媒体与公众的诸多猜测,猜测的焦点之一就是执飞的波音777飞机的飞机通信寻址与报告系统(Aircraft Communication Addressing and Reporting System,简称ACARS)功能是如何被关闭的。从专业角度出发,首先采用Sys ML建模的方式描述了波音777飞机ACARS系统的详细架构和人机接口,并据此深入分析了马航MH370航班失联事件中ACARS被关闭的情景。最后,提出了此次事件暴露出的现代民用飞机设计中存在的问题以及改进方法。     

基于北斗空时信息的安全通信方法

随着5G大规模商用和6G研发的启动,天地一体已成为未来移动通信发展的共识,然而空口边界被无限扩大,使无线通信安全面临着前所未有的严峻挑战,我国北斗三号卫星导航系统的全球位置信息服务为安全通信与定位导航的学科交叉提供了可能。提出了一种利用用户空时信息进行加密的安全通信方法,该方法是一种利用位置和时间唯一性的加密技术,通过北斗卫星导航系统的定位授时服务获取用户的空时信息,基于短报文业务实现信息共享,在传统加密算法的基础上提供额外安全层。该方法在密钥生成阶段提出了一种基于MD5信息摘要结合Logistic混沌映射的密钥生成算法(MD5-Logistic),使加密过程随位置变化而动态更新。仿真结果表明,该算法生成的密钥具有较高随机性,且有效降低了生成密文与明文间的相关性。在此基础上,为提升对定位误差的容忍能力,引入容忍距离概念,将解密范围从一点扩大为一个区域,使系统的鲁棒性及实用性得到显著提升。最后通过实测得到通信成功率与容忍距离间的关系,并给出合适的容忍距离。     

基于北斗空时信息的安全通信方法

随着5G大规模商用和6G研发的启动,天地一体已成为未来移动通信发展的共识,然而空口边界被无限扩大,使无线通信安全面临着前所未有的严峻挑战,我国北斗三号卫星导航系统的全球位置信息服务为安全通信与定位导航的学科交叉提供了可能。提出了一种利用用户空时信息进行加密的安全通信方法,该方法是一种利用位置和时间唯一性的加密技术,通过北斗卫星导航系统的定位授时服务获取用户的空时信息,基于短报文业务实现信息共享,在传统加密算法的基础上提供额外安全层。该方法在密钥生成阶段提出了一种基于MD5信息摘要结合Logistic混沌映射的密钥生成算法（MD5-Logistic）,使加密过程随位置变化而动态更新。仿真结果表明,该算法生成的密钥具有较高随机性,且有效降低了生成密文与明文间的相关性。在此基础上,为提升对定位误差的容忍能力,引入容忍距离概念,将解密范围从一点扩大为一个区域,使系统的鲁棒性及实用性得到显著提升。最后通过实测得到通信成功率与容忍距离间的关系,并给出合适的容忍距离。     

适用于空间通信的LDPC码GPU高速译码架构

鉴于目前空间通信对高速、可重配置信道译码器的需求,利用图形处理器(GPU)的并行化运算特点,提出了一种低密度奇偶校验(LDPC)码软件高速译码架构。通过优化Turbo消息传递译码(TDMP)算法节点更新运算线程块内和块间并行度、减少非规则行重造成的线程分支、降低线程对节点更新信息存储资源的访问延时以及合理量化译码器存储信息来提升译码内核函数的执行效率。并在此基础上引入异步统一计算设备构架(CUDA)流处理机制,设计优化的译码器输入输出数据传输和内核函数之间的执行调度方式以及CUDA流上的译码线程资源配置方式,最大化译码吞吐率的同时降低译码延时。在Nvidia最新的Tesla K20和GTX980平台上对国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)遥测标准LDPC码进行的TDMP译码实验结果表明,本架构进行10次迭代译码的吞吐率最高可达约500 Mbps,平均译码延时约为2ms左右。与现有结果相比,本架构在保持软件架构配置灵活性的同时更加有效的兼顾了译码吞吐率和延时性能。     

基于一种灰色聚类滤波算法的飞机远程故障诊断虚警辨识方法

 在航线排故过程中,常会出现飞机远程实时故障报文信息的“飞机通信与寻址系统(ACARS)虚警”现象,使排故效率降低。对此,本文将灰色聚类和滤波理论结合提出了一种新的辨识算法——灰色聚类滤波算法,将常增益滤波引入灰色聚类算法,在灰色聚类算法中使用ACARS报文故障的当前数据分类故障、判断虚警的基础上,增加报文故障的历史数据,用滤波方法将历史的和当前的数据结合起来,提高辨识虚警的准确性。本算法应用于航空公司的波音777机队,能够有效辨识飞机实时故障报文信息中的虚警。