AS4074 与宝石柱 HSDB 协议性能分析及比较

对高速线性令牌传递数据总线的性能进行了分析,建立了排队系统模型,并导出了节点消息延时、等待队列长度等网络特性与网络吞吐量之间的关系表达式,着重讨论了AS4074和宝石柱HSDB两种协议的性能差异,得出AS4074在中、低负载情况下性能优于宝石柱HSDB,因而更适合于新一代航空电子综合系统的结论。     

基于OpenFlow的AFDX网络虚拟链路动态优先级接纳控制

为了在航空电子全双工交换式以太网(AFDX)中更加灵活地对虚拟链路(VL)实行接纳控制,将OpenFlow引入AFDX网络中,建立了相应的网络模型、消息模型和流量模型。利用网络演算方法分析了优先级VL在基于OpenFlow的AFDX网络中的端到端延迟上界,结合粒子群优化算法,提出了动态优先级接纳控制算法。理论分析结果表明:与动态非优先级接纳控制方法和传统静态优先级分配方法相比,本算法的消息延迟分别降低了49.2%和26.4%,并且本算法能够更加灵活地对VL实行接纳控制,提高网络资源的利用率。最后通过仿真对理论分析的结果进行了验证。本算法为提高接纳控制方法的性能提供了参考,增强了AFDX网络的通信效率与实时性能。     

航空电子环境TTP/C总线应用技术研究

从航空电子总线协议的发展历程出发,归纳了航空总线协议的特性和发展对航空电子通信的重要意义;根据基于时间触发构架的TTP(Time Triggered Protocol)总线技术的网络和节点结构,结合TTP/C协议调度规则,从实时性、时态完整性、容错特性和冗余可靠性等几个方面,阐述了TTP总线协议在航空电子领域的关键特性。在此基础上,总结了时间触发TTP总线技术在航空电子领域的应用情况,通过对TTP总线技术特性的分析,给出了其对于航空电子领域未来发展的重要意义及未来研究方向的展望。     

性能保证条件下航空电子高速交换机的加速方法

 以保证航空电子互连网络的确定性延迟和高带宽为目的,建立航空电子交换式以太网（AFDX）承载于波分复用（WDM）之上的架构,兼容AFDX的延迟确定性和WDM的带宽可扩性,满足航空电子互连网络对实时性和高带宽的要求。通过对实时通信中周期性数据帧的分析,提出光波聚合加速方法,对输入端到达的数据帧进行重新分配和整型,充分利用每条光波的带宽资源,减少交换使用的波长数。在性能保证条件（100%通过率下保证有界延迟）下,对使用光波聚合方法的交换机制进行了数学推导。最后通过计算机仿真,以网络延迟时间率和加速因子为性能衡量指标推证了该加速方法的优越性和可行性。     

航空电子系统用的高速光纤数据总线

本文介绍了适合航空电子系统应用的６４Ｍｂ／Ｓ６４站的光纤数据总线。该系统使用在星形拓扑结构上实现的令牌传递逻辑环。令牌传递协议基于ＳＡＥ－ＡＥ－９Ｂ线性令牌传递协议方案。光收发器使用商用的ＬＥＤ／ＰＩＮ光导二级管。总线接口部件通过一个１６位微处理机执行协议功能，而消息缓冲和编码／译码则用高速逻辑实现。标称的最大消息长度为２５６个１６位字。讨论了如何把速度增加到１０００Ｍｂ／Ｓ，还讨论了包括军用系统在内的有关技术问题。     

AFDX虚拟链路路径实时寻优算法

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)使用虚拟链路(VL)进行消息数据流通信,为提高AFDX的网络实时传输性能,以VL路径配置寻优为基础,提出了一种基于遗传算法的AFDX VL路径优化算法(POGA)。POGA以提高网络实时性为优化目标,并综合考虑网络负载均衡,以VL的路径信息作为染色体,通过遗传算子进行遗传寻优操作,选择促使AFDX网络实时性能最优的VL路径作为优化结果。利用仿真优化方法对POGA进行了实现,在典型AFDX网络1 000条VL的配置下,与负载均衡算法和最短路径算法进行了分析对比,结果显示分别有76.4%和77.4%的VL的传输实时性得到了增强,网络的实时传输性能分别提高了13.2%和12.9%。     

对称HSDB网络的平均吞吐量分析

高速数据总线（ＨＳＤＢ）协议定义了多优先级方案来处理时间苛刻消息和时间非苛刻消息的数据传输，这是通过四个定时器（一个令牌保持定时器（ＴＨＴ）和三个个牌旋转定时器（ＴＲＴ））在不同的优先级之间分配网络带宽，同时增大时间非苛刻消息的延时来满足时间苛刻消息的传输．本文在网络上各站的ＴＨＴ和ＴＲＴ初始值相同、消息包到达率相同和消息包长度分布相同的条件下分析了多优先级方案的特性，建立了ＨＳＤＢ网络的平均吞吐量模型，导出了不同优先级的平均吞吐量解析表达式，并通过软件仿真验证了由模型得到的解析表达式。     

基于资源动态配置的IMA任务调度机制研究

航空电子系统对于任务执行的实时性有很高的要求。本文通过对综合模块化航空电子(IMA)下的航电任务进行分析,提出了一种基于资源动态配置的任务调度方案,包括资源管理、任务管理以及任务调度等。通过利用随机Petri网对该调度方案的时间性能进行分析,验证了此调度方案可以缩短航电任务的平均执行时间,提高航电系统的效率。     

基于波长共享机制的机载WDM网络波长分配算法

针对航电网络节点间信息量的不同,依据子网划分理论,提出了一种光电混合式航电波分复用(WDM)网络结构,并在此基础上提出了一种基于邻接会话和行(列)会话共享波长的机载WDM子网路由波长分配算法。定义了邻接会话和行(列)会话,分析了会话间共享波长的原理,推导了波长需求数目。仿真结果证明,正常情况下该算法波长需求数目与Token算法一样,最好情况下相比Token本算法可减少éN/6ù的波长耗费(N为网络节点数),达到了有效利用波长的目的,且简单易实现,是一种值得参考的机载WDM网络RWA设计方法。     

分布式IMA的网络分区方法及其实时性能分析

 针对分布式综合模块化航空电子(IMA)体系结构,在时间、空间分区以及带宽分区的基础上,提出了网络分区的概念,并建立了相应的网络模型、消息模型、流量模型及调度模型。利用网络演算方法,推导了航空电子混合消息集在网络分区下端到端(ETE)延迟的计算公式;搭建典型网络,通过理论计算对比了网络分区与带宽分区的实时性能。计算结果表明:网络分区下两条硬实时数据流的延迟较带宽分区分别降低了33.5%和74.2%;而弱硬实时与软实时数据流的延迟增加约30%。最后通过OPNET仿真对理论分析所得结果进行了验证,证明网络分区方法符合分布式IMA的分布式架构要求,并满足了系统混合关键性的需求。     

High-speed avionic optical fiber CDMA networks

With applications of systems integration technology to advanced aircrafts, high-speed and high-capacity optical fiber communication networks should be employed to support airborne broadband communication services. To guarantee real-time multiuser communications over a network, the selection of medium-access schemes is critical for avionics applications. In this paper, we briefly discuss the issues on high-speed multiple-access techniques and their applicability. Then we focus on the design and operation aspects of avionic optical fiber code-division multiple access (CDMA) networks. Some practical considerations on implementing such a CDMA network are also addressed and further improvement is pointed out. It is shown that avionic optical fiber CDMA networks can find a use in real-time avionic sensor data distribution, data exchange, and computer interconnects     

光纤通道节点端口状态机的分析、建模与仿真

随着航电系统的发展,传统的通信网络已经不能满足发展需要,光纤通道(FC)技术已成为航电系统新一代高性能网络的研究方向.研制机载FC网络,其中一个重要环节是FC协议分析,FC节点端口状态机作为FC-2层中最为基础但最为复杂的功能块需要重点突破.分析了FC节点端口状态机的状态组成,基于0PNET Modeler仿真软件,说明了FC端口状态机的建模和仿真结果,通过仿真分析为下一步深入研究FC协议积累了一些理论基础.     

基于传输性能降级约束的机载网络可靠性研究

为提高因出现故障而导致网络设备资源不足时机载网络的可靠性,定义了两种机载网络传输性能降级约束,降级约束使用3个参数精确描述机载网络中消息实例传输成功或失败的数量及其分布.提出动态失效、关键函数和最小确定性将来序列等概念来对网络传输性能降级约束进行理论分析:通过计算关键函数值预先确定下一条消息实例传输失败是否会产生动态失...     

航空电子系统混合实时任务的双层调度

针对航空电子系统的实时性需求,提出满足综合模块化航空电子(IMA)构架的双层任务调度算法.通过加权轮转调度激活分区,并为分区提供固定的时间窗口,增强了系统的可预测性;分区内部采用可抢占的固定优先级调度,减少了高优先级任务的响应时间.算法支持混合任务集的调度:对周期的强实时任务,建立具有任意时限的任务模型,增强了模型的通...     

基于AFDX网络的SNMP协议实现

航空全双工交换式以太网(AFDX/ARINC664)是适用于航电系统信息传输的确定性飞机数据网路总线系统,目前广泛应用于各个机型的航电系统中。由于AFDX网络的确定性,需要对该网络的消息传输、故障检查等项目进行实时的监控管理,以维护该网络系统的正常运行。本文阐述了在某型直升机综合任务处理系统的开发过程中,使用简单网络管理协议(SNMP)对AFDX网络中各个设备的数据信息进行网络管理的设计与实现。     

航空电子多信道实时分组调度方法

 针对航空电子波分复用（WDM）网络,提出了一种新的多信道实时调度策略实时多信道加权轮转调度（RMWRR）,将多信道分成强实时信道组和尽力服务信道组,通过调整强实时信道组的权值分配和在尽力服务信道组进行权值补偿的方法,在满足强实时消息强实时约束的同时,提高了带宽利用率,可以适应动态消息的权值变化。对经过流量整形的非强实时消息,RMWRR在尽力服务信道组对其提供延迟上界。通过理论分析,推导了RMWRR的强实时调度条件和尽力服务延迟上界。仿真和算例分析验证了该调度策略的强实时约束下的低资源占用和非强实时下的低延迟特性。     

基于静态优先级的调度

应用实时系统,如航空电子系统,不仅要满足调度任务的强实时约束,而且要具有较强的系统功能,即需要较高的系统任务可调度利用率。本文首先给出实时任务调度算法的分类及基于优先级调度算法的性能分析;然后详细描述了静态优先级任务系统的调度算法,以及在诸如航空电子系统数据传输网络设计中调度方案的选择。     

船岸网络时延测量误差原因分析

简单介绍了测量船船岸通信网络组成,重点介绍了NTP（网络时间协议）和PTP（精密时间协议）这2种网络时间同步协议。针对改建后的船岸网络时延测量误差进行分析和研究,提出基于TWSTFT（卫星双向时间频率传输）技术模型的网络时延测量方法,测量结果误差小于3ms,满足测控任务实时性要求,为提高测控网的测控精度提供有益参考。