一种适用于卫星网络的跳到跳的传输协议

卫星网络大时延、高误码等特点,使得TCP协议无法在卫星上提供高效的传输控制服务。不同于TCP端到端的传输方式,采用跳到跳确认思想提出了一种适合卫星网络的传输协议。协议在跳到跳的基础上采用了ACK与SNACK结合的确认机制,保证了端到端传输的可靠性。同时采用了基于负载因子的拥塞控制算法,有效地提高了链路利用率,特别适合于卫星网络长延迟的环境,吞吐量接近最优。     

一种改进的卫星宽带网络拥塞控制算法

以卫星宽带网络为应用背景,从卫星宽带网络的特点出发,设计并实现了一种新 的TCP拥塞控制算法——TCPCA。针对卫星网络高误码率的特点,在接收端采用了Casablan ca分类器区分链路丢包和拥塞丢包。为了克服由大时延带来的重传时间间隔过大的缺点,采 用了批量重传来及时重传丢失的报文段;同时针对大时延致使网络恢复时间延长的缺点,在 发送端采用智能窗口调整策略,避免由于链路错误而减小发送窗口导致的吞吐量下降。利用 仿真软件NS2,通过和传统的TCP拥塞控制机制相比较,TCPCA算法能够提高吞吐量,并且保 证了公平性和友好性。〖JP〗     

移动卫星网络仿真验证系统研究

移动卫星网络具有网络节点动态、多波束大覆盖、信息接入机动灵活、卫星节点处理能力受限等特点,目前现有的通用网络仿真软件很难模拟真实的卫星通信网络环境。构建一个移动卫星网络仿真验证系统,包括主控模块、仿真核心模块,以及HLA/STK接口模块等。通过典型案例设计和分析,仿真验证了卫星网络链路层和网络层协议,给出吞吐量、通信时延等仿真结果,从而证明该系统可以为卫星网络的关键技术研究提供有效的网络模拟环境。     

一种适合卫星网络的拥塞控制算法

针对卫星信道环境中存在随机误码和突发误码现象,现有TCP协议不能很好地区分数据丢失的具体原因,导致TCP协议性能下降的问题,提出了一种新的拥塞控制算法。此算法采用高低优先级数据包间隔发送的数据发送策略,并根据接收端的数据接收状况判断数据丢失的原因,采取相应的拥塞窗口控制策略。另外,为了减少反向链路带宽的占用,接收端采取周期发送应答信息的策略。应答信息包含了数据接收的整个状态。通过与当前多种针对此问题的协议进行仿真比较,所提出的拥塞控制算法不仅可以有效地区分数据丢失原因,提高前向链路吞吐量,而且还降低了反向链路的带宽占用。     

卫星网络拓扑时变性对网络性能影响分析

卫星网络的拓扑时变性会影响网络的性能,导致现有的许多网络技术在卫星网络上不能有效地使用。文中从卫星网络特点出发,给出一个可以反映卫星网络时变拓扑特点的网络模型。利用该模型具体地分析了拓扑时变性对卫星网络性能的影响,并进行相应的仿真试验,指出造成这些影响的主要因素是卫星节点间的切换,而卫星网络的连续状态主要影响节点间的传输时延大小,且变化缓慢。     

双层星座中负载均衡路由协议研究

提出了一种适用于双层结构卫星网络的负载均衡路由协议LBRD。不同于传统多层卫星路由,协议采用独立的地理位置路由作为同层卫星的基本选路策略,并以层间互补的方式提高路由成功率;在此基础上,为了均衡网络负载,采用邻间链路负载通告的方式,调节单颗卫星的负载;对于多颗过载卫星形成的区域,引入区域均衡机制,通过节点间距离变换,使原本经过该区域的数据流绕行,加速负载恢复。仿真结果表明,协议能够有效地均衡网络负载,减少因拥塞所导致的排队延迟与数据丢失,保证了网络吞吐量。     

SCPS-TP协议用于LEO卫星网的性能分析与改进

SCPS-TP是空间通信传输协议,可用于卫星网络。为分析SCPS-TP在LEO卫星网中的性能和选择合适的拥塞避免机制,进行原理分析和仿真实验。在LEO卫星网中的典型时延和误比特率条件下,SCPS-TP协议采用Ve-gas机制比Van Jacobson机制能达到更好的性能。但LEO卫星网中存在的切换和路径改变情况会严重降低Vegas机制的性能。对此提出一种利用SCPS-NP包头信息感知路径变化和更新时延基准的改进方法,具有较好的可实现性。仿真结果表明,此举能明显提高SCPS-TP协议在LEO卫星网路径改变时的性能。     

基于GEO通信卫星的低轨航天器数据通信协议研究

在分析传统低轨航天器数据传输方式的基础上,提出了一种基于地球静止轨道(GEO)通信卫星数据传输的网络结构及相应的双协议栈设计。该网络结构根据低轨航天器特点及双层卫星网络的优势,在低轨航天器上设计双协议栈,即低轨航天器与地面站之间的链路使用空间通信协议标准-传输协议(SCPS-TP),低轨航天器与通信卫星之间的链路使用利克里德传输协议(LTP)。同时,整个网络中实现两个协议转换网关,即低轨航天器网关实现SCPS-TP协议与LTP协议之间的转换,地面网关实现SCPS-TP协议与传输控制协议(TCP)协议之间的转换。仿真结果表明:低轨航天器采取双协议栈(SCPS-TP/LTP)的传输速率优于单一采取TCP协议,可为低轨航天器的数据传输任务应用提供技术基础。     

卫星测试局域网信息发布的组播形式

在卫星测试地面网络中采用 IP 组播的形式实现测试信息的发布,可以提高网络传输效率,节省网络资源。该文分析了 IP 组播(Multicast)的优点,介绍了 IP 组播的特点及传递模型、网络层支持的组播协议等。还分析了接收端工程实现的难点,提出了解决方法,给出了实现 IP 组播的发送端和接收端程序设计步骤。     

SCPS-TP在卫星链路上的性能测试及改进策略

给出了在实际卫星链路环境中分别使用空间通信协议标准-传输协议（Space Com-munication Protocol Standard-Transport Protocol,SCPS-TP）、TCP Hybla协议和性能增强代理网关技术（PEPsal）的链路传输速率,并对结果进行了分析和比较,表明SCPS-TP协议在高丢包率、长传输时延的卫星链路中性能最优越;提出了一种基于SCPS-TP协议的空间网络传输层加速方法改进思路,通过增加新的更具针对性的改进型拥塞控制策略,克服其原有的保守型窗口增长模式的缺点以提高链路平均吞吐量。     

我国天基综合信息网构想

阐述了天基综合信息网的定义、组成和特征;介绍了美国和欧洲天基综合信息网的研究情况;提出了我国天基综合信息网的体系架构,其中包含通信卫星、导航卫星、遥感卫星、载人飞船等航天器和临近空间各种飞行器,以及地面系统。分析了该网络的特点和可用的网络协议结构;探讨了该网络的组网结构、网络协议、服务质量(QoS)路由、网络管理、网络安全防护、激光通信和星载处理交换等多项关键技术。依据国情,提出了我国天基综合信息网构想。此构想采用双层(地球静止轨道和低地球轨道)通信卫星星座和导航卫星星座,实现全球全时覆盖空间层航天器、临近空间层飞行器和地面层各种用户终端,通过星间链路、星地链路和地面线路组成一个空天地一体化的全球信息网络。在国外不设地球站的情况下,该网络可实现:国内测控站测控我国全球运行的卫星;国内遥感站实时接收我国全球遥感卫星发送的信息;国内关口站管理我国授权的全球用户站之间的互通信息。最后,提出了开展我国天基综合信息网的可行性研究建议。     

天基信息网络弹性评估方法研究

考虑到天基信息网络独具的网络拓扑周期性动态变化、星载网络设备难以按需替换、空间环境安全威胁复杂多样等特点,为了对网络故障、环境挑战或敌对行动时天基信息网络的弹性能力进行有效评估,提出了一种改进的天基信息网络弹性评估方法。首先,简述了一种包含时间、概率、系统能力的三维弹性分析模型;考虑到各种不利事件以及各种能力适变方法及其具体措施对天基网络弹性能力的影响,分别提出了在采用单能力适变方法、多能力适变方法时的天基信息网络弹性计算方法,并进一步给出了确定场景下的天基信息网络弹性计算方法。实例分析表明,所提方法可以定量的方式对天基信息网络弹性能力进行有效评估,为天基信息网络各种能力适变方法及其具体措施的选择提供有益参考。     

集群卫星网络信息拓扑控制技术探讨

集群卫星网络所具有的高动态拓扑、信息异构及灵活组网的特性,使其对信息层面的拓扑控制提出了新的挑战,需要在现有的卫星网络拓扑控制技术的基础上进一步研究。在深入解析集群卫星网络信息拓扑控制内涵的基础上,根据集群卫星网络特点,提出通用的集群卫星网络信息拓扑模型及星地拓扑控制策略,并对现有的卫星拓扑控制算法进行分类说明,根据拓扑的分类方法,分析不同卫星拓扑控制技术在运用于集群卫星网络中的限制条件,最后针对应用需求及技术特点,指出集群卫星网络拓扑控制技术的发展趋势及研究方向。     

多传感器信息融合系统改进型BA模型

随着网络中心战和网络动力学的发展,多传感器信息融合系统的网络动力学特征研究将成为热门课题。本文从网络动力学角度,研究信息融合系统的两个问题。一是研究信息融合系统的无尺度网络特征,首次使用无尺度网络模型作为信息融合系统的构造形式。二是结合信息融合系统的特殊要求对BA模型做了相应的改进,给出一种信息融合系统改进型BA网络模型。该改进型BA模型更符合信息融合的网络动力学特征,其平均距离比BA模型改善10%。     

空间信息对抗装备体系研究

空间信息对抗装备体系是完成空间信息对抗作战任务的所有对抗装备及系统的总称,即在空间信息对抗战场中所能够使用的一切装备,涵盖外层空间、空中、地面、海上以及整个信息网络。利用系统分析的方法,在详细分析空间信息对抗作战特点和作战原则的基础上,重点开展了空间信息对抗装备体系的构成及各部分作战性能研究,建立了空间信息对抗装备体系组成框架,并分析了空间信息对抗武器装备发展趋势。     

基于TTEthernet的综合电子系统通信网络研究

星上总线技术是综合电子系统的关键技术之一,决定了星上电子设备的功能划分及整星信息系统的可靠性设计。选择时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTEthernet)作为综合电子系统的核心总线,从网络通信机制、时间同步计算和容错性能等方面分析了TTEthernet的特性及其星载应用的优势,并在此基础上构建基于TTEthernet的综合电子系统通信网络,提出了该通信网络在拓扑结构、系统同步过程和通信协议等方面的具体实现方法,对TTEthernet在卫星中的应用进行了探索,可为TTEthernet在航天领域的研究与应用提供借鉴。     

认知结构模型机动目标跟踪算法

针对复杂战场中环境特性复杂以及目标机动性能提升所带来的跟踪难题，提出一种基于人类认知机制的机动目标自适应跟踪算法。算法将人类“记忆”机制引入机动模型构建，利用神经网络对目标特征参数进行离线学习并存储，指导机动模型参数实时调整，使模型对运动状态的描述更加合理。为进一步提高跟踪性能，基于人类认知“感知-行动”循环理论，将雷达接收端经数据处理后的目标状态估计信息反馈至雷达发射端，以最小感知信息熵为代价函数，从波形库中自适应选择最佳波形来匹配目标。仿真对比实验表明，该算法对环境及目标的感知更加准确，融入波形选择的自适应目标跟踪算法要明显优于传统采用固定波形的跟踪算法。     

海上无人船自组网随机接入仿真研究*

海上无线通信具有传播环境复杂、多径干扰、信号衰减和时延较大等特点,传统的通信传输系统无法满足无人船之间、岸船之间稳定可靠的通信业务需求。针对海气界面组网观测中以无人船为核心的快速机动组网协同观测任务,研究基于信道感知的无人船自组网随机接入协议,采用优先级机制满足海上环境下网络负载较大时敏业务的低延迟传输需求,为无人船组网观测信息传递提供可靠性和实时性保证。终端采用一发多收机制提高数据传输成功率和网络系统吞吐量。最后,基于OPNET搭建仿真网络模型,从接入成功率、平均端对端时延、系统吞吐量等方面仿真分析所设计的随机接入协议性能。     

网电空间战对未来防空体系的影响研究

网电一体战的作战目标是破坏和控制敌方的信息基础和战略命脉,摧毁和致瘫敌方的作战指挥控制系统.分析了网电空间战的一般特点和军事特点,并结合网电攻击的案例分析了其对未来防空战争的影响,其影响主要表现在：作战空间由“地表维”和“垂直维”延伸至“网电维”,利用和控制网电空间将成为未来防空作战的主题,网电空间对抗成为提升未来防空作战能力的核心.     

空间信息网络的组密钥管理

空间信息网络存在不同的通信方式，网络拓扑结构动态多变，对组播密钥管理提出了特殊的要求。介绍了空间信息网络的通信方式和安全需求，比较了几种常用的组密钥管理方法的特点，结合空间信息网络的特点，给出其组密钥管理模型和组成员的身份鉴别协议，对组密钥的传播、更新和查找方式进行了描述。