掉头路由器场景下组播丢包故障解析

针对HWS9306交换机在掉头路由器组网环境下PIM-ASM（协议无关组播-任意源组播）丢包问题,详细分析问题发生的过程,对其产生的机理进行准确定位;提出通过延长表项生存时间保证流量检测覆盖全部表项的解决方法,同时进行了影响域分析;最后,在原有场景下测试并验证解决方案的有效性。此案例对网络通信问题的分析、定位及解决具有一定的指导意义。     

测量船通信网络自检测方法

针对测量船通信网络由2层帧方式交换升级为3层包交换方式后无法使用上星自环检测方式实现自检测的问题,在分析通信网络自检测模式下的链路特性的基础上,提出基于组播报文实现自检测的构想。设计利用组播洪泛特性实现报文环回的网络拓扑结构以及实现检测与对比报文的硬件设备,阐述检测软件发送、接收、处理报文的流程,实现了网络通断、时延及丢包率的自检测,并通过模拟检测实验证明了设计方案是切实可行的。     

适于低轨卫星IP网络的单核共享树组播算法(英文)

为了解决低轨卫星IP网络中现有典型源组播算法的信道资源浪费问题,本文提出了一套单核共享树组播算法,即核心群合并共享树(CCST)和加权核心群合并共享树(w-CCST)算法。CCST 算法包括动态近似中心(DAC)选核方法和核心群合并组播路径构建方法。DAC方法专为周期、规律运动的低轨卫星网络提出,不需要复杂的星上计算。在核心群合并方法中,以核节点作为初始核心群,通过核心群和剩余组成员的最短路径方法逐步扩展直至整棵组播树构建完成,从而使得组播树的树代价最小,大大提高了网络的带宽利用率和组播传输效率。w-CCST 算法中所提出的加权因子可以调整树代价和端到端传播时延之间的折衷程度,因此,可以通过调整加权因子来适度增大树代价、降低端到端传播时延以支持某些端到端时延要求苛刻的实时组播业务。最后,与低轨卫星 IP 网络中典型算法进行了性能比较,仿真结果说明,CCST 算法的平均树代价比其它算法显著降低,w-CCST 算法的平均端到端传播时延小于 CCST 算法。     

具有丢包补偿的分布式一致性融合估计器

研究了具有随机丢包的网络化分布式一致性估计问题。丢包现象存在于各节点间局部状态估计值的传输过程中,引入一组服从Bernoulli分布的随机变量来描述。当发生丢包时,以融合节点前一时刻融合估计值的一步预测值进行补偿。建立了以估计器增益为决策变量,以所有传感器有限时域下状态融合估计误差和为代价函数的优化问题。在给定一致性权重下,通过最小化代价函数的上界得到了一组次优的估计器增益,并给出了融合估计器渐进稳定的充分条件。最后,通过算例仿真验证了算法的有效性。     

航天测控中心域间网络组播技术的应用研究

传统测控中心之间的信息交互使用帧中继和DDN网进行通信,各测控中心间使用数据链路层简化HDLC协议约定信息格式。随着网络技术的发展,异地之间的数据传输逐步采用以SDH网为基础加载以太网应用的方式。这种应用模式在提高网络传输速率及传输实时性的同时,可以承载多种业务类型数据传输,尤其是组播技术在航天测控中心网络的应用已成为今后测控中心网络系统的发展趋势。本文分析了测控中心组播路由的建立过程,提出了测控中心域间组播应用的思路,通过仿真进行了测试和验证。     

测控信息传输可靠性保障方法研究

随着IP（互联网协议）在测控领域的广泛应用,丢包、时延等IP网络特性对测控信息传输的可靠性提出了挑战。针对遥/外测、引导及上行控制类数据在信息传输各个环节的技术特点,本文深入研究了各类测控数据的信息传输模型及工作流程,提出了适用于不同场景的可靠性保障方法,并通过数学仿真进行了计算分析。仿真结果表明,队列中断选切策略可有效保障遥/外测及引导类信息的可靠传输,N判M模式下的上行控制类信息传输可靠性优于N选1模式。     

从IP组播数据中断故障谈网络地址设计

首先描述了在IP网络环境中出现的组播数据偶断现象,分析定位了故障出现的原因。然后,详细阐述了组播维护机理,从组播管理协议的运行机制上进一步分析了组播数据偶断的过程。最后,给出了通过网络地址重新设计的方法解决问题的方案,并提出了交换机、路由器-VLAN（虚拟局域网）-主机的网络地址按顺序进行由小到大地分级分配的原则。     

一种基于双中断的反射内存网通信方法研究

在飞机D级模拟器研制中,针对模拟器仿真设备和真实设备之间数据传输问题,分析了传统以太网广播和组播的机制,提出了一种基于双中断的反射内存网通信方法实施方案。该方案通过在反射内存网上模拟以太网的广播与组播,实现了环形网络中各节点间的高速通信。该方案的实现,不仅解决了环网各节点通信过程中读写串行化的问题,还解决了模拟器研制过程中设备之间的实时通信、错帧、丢帧以及数据同步问题。目前,该通信方法已应用至飞机D级模拟器中。     

具有网络调度的航空发动机分布式控制系统协同容错控制

为解决航空发动机分布式控制系统中网络参数与控制性能之间的冲突问题,提出了一种基于线性矩阵不等式理论的网络参数与保成本容错控制器协同设计方法。建立MEF-TOD调度协议作用下状态变量和控制变量的传输特性;将采样周期和数据包容量作为未知量引入航空发动机分布式控制系统的建模过程,得到调度协议约束下的网络参数与控制系统参数联合模型;给出联合闭环系统渐进稳定且存在成本函数上界的充分条件,并给出了网络参数与控制器增益的具体求解步骤。仿真结果显示,控制器与网络参数的协同设计方法能够求解出最优采样周期和数据包容量,据此得到容错控制器能够使航空发动机分布式控制系统在发生主动丢包故障的情况下,联合闭环系统渐进稳定,且低压转子转速超调量降低了80%,参数摆动降低了66.7%,保证控制器动态性能最优。     

基于网络编码的空间DTN LTP协议改进

随着空间通信技术与应用的不断发展,空间DTN (Delay Tolerant Network,容延迟网络)中节点之间数据传输的重要性日益明显。针对空间DTN的可靠信息传输需求,首先介绍了空间DTN的特点及信息传输协议体系,并对LTP (Licklider Transmission Protocol,立克里德传输协议) 进行了重点分析。然后针对空间DTN中LTP协议的缺点和不足,研究提出了基于网络编码的空间DTNLTP传输协议改进策略——NC-LTP协议,并通过数学仿真对算法性能进行了分析评估。仿真结果表明,相比于LTP协议,NC-LTP协议在不同信道传输时延、不同丢包率等条件下的适应性方面表现出较大的优势,因此NC-LTP协议更适用于具有高动态特性、高信道误码率、带宽受限的空间DTN环境。     

基于PDXP协议的数据监视软件的设计实现

基于UDP（用户数据报协议）组播数据传输方式,通过对接收到数据包中相关PDXP（包数据交换协议）字段的实时解析和挖掘分析,采用BackgroundWorker（后台工作者线程）模型简化多线程交互方式,以分级缓存为基础优化数据存储结构,通过直接调用GDI（图形设备接口）＋绘图接口设计开发高效的UI（用户接口）显示控件,并且利用Linq（语言级集成查询）数据访问技术,以可视化的形式对PDXP数据包的丢包和乱序等问题进行实时判读和基于源码的分析,提供了一种对中心之间交互的数据进行实时连续性监视分析的简捷、直观和有效的途径。     

开放式FADEC系统的数据总线研究

研究了容错数据总线这个从集中式向开放式架构过渡的关键技术.在深入研究确定性、一致性、开放性、拓扑结构、调度策略、容错机制和传输带宽等开放式FADEC(全权限数字电子控制)数据总线关键特征的基础上,分析了总线数据传输的时间不确定性问题.从性能、可靠性和可用性的角度深入研究了TTP/C(time-triggered protocol/automotive class C),ARINC659,TTCAN(time-triggered controller area network)和FlexRay这4种时间触发架构数据总线的关键特征.研究结果表明:TTP/C总线是开放式FADEC的最佳选择,最后提出了一种基于TTP/C总线的航空发动机模块化DEEC(digital electronic engine controller)硬件架构.      

MANET中组播协议MACAM性能分析

为了改善跨层优化问题,介绍一种用以支持组播路由MACAM(多址接入冲突避免)协议,该协议把RTS/CTS结合到时间表算法中,在RTS中增加辅助信息避免冲突。比较CSMA多播协议,得出结论该协议具有数据传输可靠以及较高的带宽利用率优点,支持MANET网络中的多播服务。     

绕月探测工程北京中心国际联网系统组播问题研究与解决

“嫦娥一号”CE-1任务中，北京航天飞行控制中心与欧洲空间操作中心进行了国际合作。在中心与欧空局的联试过程中，对SLE用户端（SUN服务器）通过组广播进行远程控制时，出现了一台服务器收发正常，另一台却无法正常接收的现象。本文对此故障进行了机理研究，通过分析证明，这是一个不同系统间对IGMP协议的兼容问题，并提出了相应的解决方案。     

Multi-disciplinary design optimization with variable complexity modeling for a stratosphere airship

This paper proposes a hybrid architecture based on Multi-disciplinary Design Optimization(MDO) with the Variable Complexity Modeling(VCM) method, to solve the problem of general design optimization for a stratosphere airship. Firstly, MDO based on the Concurrent SubSpace Optimization(CSSO) strategy is improved for handling the subsystem coupling problem in stratosphere airship design which contains aerodynamics, structure, and energy. Secondly, the VCM method based on the surrogate model is presented for reducing the computational complexity in high-fidelity modeling without loss of accuracy. Moreover, the global-to-local optimization strategy is added to the architecture to enhance the process. Finally, the result gives a prominent stratosphere airship general solution that validates the feasibility and efficiency of the optimization architecture. Besides, a sensitivity analysis is conducted to outline the critical impact upon stratosphere airship design.     

Core-based Shared Tree Multicast Routing Algorithms for LEO Satellite IP Networks

A new core-based shared tree algorithm, viz core-cluster combination-based shared tree （CCST） algorithm and the weighted version （i.e. w-CCST algorithm） are proposed in order to resolve the channel resources waste problem in typical source-based multicast routing algorithms in low earth orbit （LEO） satellite IP networks. The CCST algorithm includes the dynamic approximate center （DAC） core selection method and the core-cluster combination multicast route construction scheme. Without complicated onboard computation, the DAC method is uniquely developed for highly dynamic networks of periodical and regular movement. The core-cluster combination method takes core node as the initial core-cluster, and expands it stepwise to construct an entire multicast tree at the lowest tree cost by a shortest path scheme between the newly-generated core-cluster and surplus group members, which results in great bandwidth utilization. Moreover, the w-CCST algorithm is able to strike a balance between performance of tree cost and that of end-to-end propagation delay by adjusting the weighted factor to meet strict end-to-end delay requirements of some real-time multicast services at the expense of a slight increase in tree cost. Finally, performance comparison is conducted between the proposed algorithms and typical algorithms in LEO satellite IP networks. Simulation results show that the CCST algorithm significantly decreases the average tree cost against to the others, and also the average end-to-end propagation delay ofw-CCST algorithm is lower than that of the CCST algorithm.     

多媒体通信中基于可靠性检验的可靠多播路由算法

针对多媒体通信中的可靠性问题,提出了一种基于可靠性检验的可靠多播路由算法,使得用于可靠多播通信的网络资源最小。该算法针对一棵给定的、未考虑可靠性的初始多播树,分别计算源节点到每个多播节点路径上的可靠性,如果该可靠性不能满足相应的可靠性要求,则修改或改变多播树中源节点到此多播节点的路径,使其满足相应的可靠性要求。     

DIMA架构下飞机全电刹车系统故障传播行为分析与评估

在DIMA平台开放性体系架构的背景下,飞机航电与机电等系统功能逐渐渗透融合,面向DIMA架构的全电刹车系统是未来飞机刹车系统的主流设计趋势,但目前尚未形成针对DIMA架构下全电刹车系统的故障传播行为分析与评估方法。针对上述问题,首先结合DIMA架构特征和全电刹车相关标准,分析面向DIMA架构下的全电刹车系统分层架构,在此基础上构建全电刹车系统任务-功能-资源层次模型。其次,考虑到DIMA平台资源共享的特点,结合系统层次模型开展系统耦合关联分析,引入Floyd算法计算间接耦合矩阵以及路由矩阵,通过构造失效严重程度矩阵量化系统关联耦合度,建立系统故障传播结构模型,综合考虑故障路径传播概率和系统边缘介数,构建DIMA架构下全电刹车系统故障传播强度模型,以识别系统故障传播关键路径,完成故障传播行为分析与评估。最后通过实例分析,以验证所提方法的正确性与合理性。