SaclTCP:基于跨层设计的卫星网络传输协议

卫星网络大时延、高误码率及链路不对称等特点,使得TCP/IP协议无法提供令人满意的服务。针对卫星网络的特点,设计了SaclTCP协议,采用跨层设计思想减少层次网络的冗余性,实时获取网络状态信息。协议根据链路层反馈的有效带宽信息准确地设定拥塞窗口门限阈值;在网络层对路由器缓冲队列进行管理,计算网络发生拥塞的概率并发送显示拥塞通知反馈给发送方传输层;还可区分丢包原因,避免由于传输错误造成的发送窗口减小。实验结果表明与传统协议相比,极大提高了传输性能。     

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。     

基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络研究

为满足运载火箭日益增长的测控需求，网络化测控成为未来运载火箭测控的必然趋势。通过研究IRIG 106-20国际遥测标准中TmNS标准特性、协议栈以及系统架构，提出了基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络的新概念，给出了测控网络系统架构、各部分组成及功能，并对其中涉及的TmNS数据消息传输协议、RF网络接入层协议、TMoIP协议、数据包遥测技术等关键技术进行研究，提出了可行的实现方案，为今后我国新一代运载火箭天地一体化测控通信奠定技术基础。     

TABS—一种为多点应用的异步成组串行协议

本文介绍美国电报电话公司在遥测网络和通讯网络之间的接口上应用的一种专用协议—遥测异步成组串行通讯协议(TABS)这个协议主要用于传输设备的远距支持。文中叙述了协议的层次结构(物理和电气层、数据链层和应用层);给出了协议的有限态自动机表示法;性能分析给出了不同操作环境下与性能有关的有用信息。TABS正被美国电报电话公司广泛地应用在大容量数字系统的维护接口上。     

冗余惯性导航系统信息一致性判断方法

针对冗余惯性导航信息识别问题,提出一种基于Siamese网络的导航信息一致性判断方法。采用一段时间内的惯导数据变化趋势,模拟人脑对数据信息一致性的判断。首先建立惯组测量模型,获得不同状态的惯组测量数据,导航解算等处理后得到一段时间内7类21维的数据信息构造样本对。然后通过设计Siamese网络结构,采用卷积神经网络提取样本对特征向量进行网络训练。最后进行实验仿真验证。结果表明,本文采用552对小样本数据进行训练的结果,在与训练样本存在差异的497对测试样本上达到了98.19%的准确度,说明网络具有一定的泛化能力。神经网络训练结果稳定,在测试集上的准确度高。为冗余惯性导航系统信息一致性判断提供了新思路。     

多模异构冗余软件系统同步技术研究

航天控制领域普遍采用冗余方案进行系统设计,相应软件系统也存在冗余。本文对三冗余软件之间、三冗余软件与不冗余软件之间以及三冗余软件与热备份软件之间实时同步控制策略进行研究,通过分析数据、信号的同步性和一致性,找出造成多模异构冗余软件系统不同步的时机、方式等影响因素,在此基础上给出了消除这些因素的软件设计方法,提出了确保冗余软件系统数据同步和一致的延时等待、交互表决、串行操作以及记忆重发同步控制策略。     

大型航天器设备之间指令管理优化方法

为提高大型航天器组合体设备之间指令传输实时性,对设备之间指令的协议和转发流程进行了研究,分析了转发流程每个环节相关的时间延迟,并针对不同环节提出了数据链路层和物理层优化方法:在数据链路层采用解析流程和总线消息反馈过程优化;在物理层采用总线消息发送序列优化。该方法已应用于某大型航天器组合体,通过某舱段真实指令管理设备的时延测试,验证了对于提升指令转发实时性的实际效果。经过优化,指令一次转发的最大时延缩短了65%。文章的研究成果对于大型航天器指令管理设备软件设计具有一定的参考意义。     

空海自组网随机接入仿真研究

针对无人机在远海远域协同任务过程中的空海信息协同共享需求，提出了一种基于优先级传输的动态随机接入协议。首先，通过设计高效集群组网信令保证集群测控通信自组网的遥测、遥控信息的稳定传输；然后，结合改进的TDMA（时分多址）组网时隙结构实现节点快速入网与动态时隙分配协议；最后，通过OPNET（网络仿真技术软件包）分析所设计的集群空海自组网系统的随机接入低时延、业务传输高吞吐量和端到端传输低时延性能。结果表明：该组网信令下建网时间只需要2~3个飞控周期，在32节点场景下节点完成随机Aloha入网时延平均不到0.6 s，改进的TDMA协议在端到端时延比传统TDMA协议降低1/3。     

一种新型实时总线协议及其FPGA设计

对于小规模总线型测控系统,目前国内还没有形成一个完整的通讯规范,因此建立一种完善的实时总线体系结构及其通讯标准就成为一个重要的研究课题;考虑到数据链路层协议对网络的实时特性有重要影响,借鉴工业现场总线Profibus和802.4协议,提出了一种适合小型化控制系统的新型令牌总线模型;详细阐述了这种总线模型数据链路层协议的令牌环生成和维护方式、令牌传递方式以及数据收发方式,介绍了基于FPGA技术实现该协议的具体方法,给出了信息传输时间的理论最大值和实际测试结果;实验结果表明这种低成本、小规模测控网满足了系统实时性要求,达到了预期效果,具有一定的实用性和推广价值。     

CCSDS统一空间数据链路协议应用分析

针对TM、TC、AOS、Proximity-1四种空间数据链路协议的应用局限性，对CCSDS（国际空间数据系统咨询委员会）提出的统一空间数据链路协议（Unified Space Data Link Protocol， USLP）规范进行分析，介绍了USLP传输帧主导头和数据域中各个字段的设计驱动，以及与其他空间数据链路协议的差异。对于服务数据单元信道复用传输需求，梳理了物理信道、主信道、虚拟信道、多路复用访问信道的服务类型，明确了数据传输服务、信道复用、信道标识、服务数据单元之间的关联关系。以遥测遥控数据空间链路传输为例，分析了USLP的适用性和推荐设置。