基于分段TCP的空间站协议转换器设计与实现

介绍空间站与地面之间通信的特点及其对TCP(传输控制协议)传输性能的影响,从充分利用空间通信链路的角度出发,提出了一个适合于空间站通信环境的基于TCP分段思想的SCPS-TP(空间通信协议规范-传输协议)协议转换器。详细分析了协议转换器实现的关键技术,并对实现的协议转换器进行了性能测试。     

SDL在空间通信协议开发中的应用

针对空间通信协议开发难度大、代价大的问题,提出了基于协议工程思想利用SDL(规范与描述语言)对SCPS-TP(空间通信协议规范-传输协议)进行开发的方法,包括SDL建模、仿真和验证。首先对SCPS-TP进行了功能分析,确定功能点和状态机,并据此利用SDL建模;接着对模型进行实时仿真,测试其正确性,通过调试保证所有功能通过仿真;最后对模型进行了验证。验证结果表明,SCPS-TP不存在死锁、活锁等逻辑错误,为其在空间通信中的应用提供了有力支持,同时也说明了SDL在空间通信协议开发中的重要应用。     

空间信息传输协议测试平台研究

未来空间任务的复杂性不断提高,开发一个低成本的地面综合测试平台环境,通过模拟和仿真以确认、优化和验证空间信息传输的协议体系结构、先进技术和应用服务具有十分重要意义。文章描述了空间信息传输协议测试平台的应用对象和研究目标,提出了总体技术框架和功能组成,以未来月球任务为研究对象,分析了测试平台实验场景及测试方法步骤。     

深空通信中CFDP协议应用优化分析

在对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的CFDP(CCSDS文件传输协议)工作过程和延时性能进行分析的基础上,提出深空通信环境下,适用于工程实际的协议传输效率优化目标。针对提高传输性能进行参数优化分析,并给出了获取最优化的PDU(协议数据单元)长度的方法。仿真分析了传输文件数据量、距离、误码率、带宽等任务和环境因素对CFDP协议实际使用效果和最优PDU长度选取的影响。仿真结果表明,根据具体的任务和环境条件使用分析优化后的PDU长度参数,可以使CFDP协议达到更高的实际传输效率。     

CCSDS AOS及TC空间链路协议吞吐率性能分析

回顾了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的2种空间链路协议,即高级在轨系统空间数据链路协议(CCSDSAOS)及遥控空间数据链路协议(CCSDS TC)。在使用包业务传输集中数据时,分析了CCSDS TC的吞吐率与IP数据包包长的关系,研究了CCSDS AOS的吞吐率与IP数据包包长、传输帧帧长的关系。推导出了使用包业务传输集中数据时的空间链路误码率,空间链路协议的同步帧帧长与空间链路协议的误帧率、误包率、吞吐率的关系公式。在OPNET平台上,通过空地星间链路的仿真实验验证了此吞吐率的关系公式。并在典型空间通信场景下给出了空间链路协议的优化参数配置,为空间数据链路协议的应用提供了参考。     

深空通信中继文件传输协议设计

深空通信极远的传输距离导致链路误码率高,使文件的可靠传输需要较多的重传次数,而其传播时延长的特点,进一步加大了文件传输时延。研究以CCSDS(空间数据系统咨询委员会)文件传输协议的存储-转发机制,提出一种R-CFDP(中继型CFDP协议),设计了3种中继"存储-转发"策略,并数学建模推导了R-CFDP协议的文件传输时延理论计算式。仿真证明R-CFDP协议相对于CFDP(CCSDS文件传输协议)协议在传输时延方面具有优势。     

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。     

TCP/IP协议栈在帧中继网络中的性能分析

使用OPNETModeler软件对Windows98、Windows2000、Solaris2.7以及HPUX10操作系统TCP／IP协议栈在帧中继网络中的吞吐量性能进行了研究。通过对仿真实验的分析和比较，发现基于UNIX操作系统的TCP／IP协议栈的吞吐量性能明显优于基于Windows操作系统的。     

基于FC 桘AE桘ASM的可靠传输协议

光纤通道匿名用户消息协议（ FC-AE-ASM ）被设计应用于航空电子环境中各子系统的互联通信,但其并未提供数据端到端的可靠性保证,因此不能被直接应用于大规模数据传输及文件下载等应用。在FC-AE-ASM协议上层,针对ASM消息采用滑动窗口机制保证数据无重复、无丢包地按序递交,实现数据的高速可靠传输。在PC机上采用2．125 GB／s的FC仿真卡进行测试,结果表明,提出的可靠传输协议能在保证数据可靠传输的同时有效提高带宽利用率。实际测试带宽可达到34．9MB／s,相比停止等待协议提高了50％,满足实际应用需求。     

TCP／IP协议下网络编程技术及其实现

建立在传输层协议上的抽象数据结构socket作为网络中数据交换的排队点 ,是TCP/IP网络最为通用的API。文章在介绍TCP协议客户端和服务器端进程通信流程和具体实现的基础上 ,以Delphi环境为编程语言说明了在Windows下使用socket进行网络编程的方法和特点。基于事务处理的socket网络编程技术可应用在分布式系统进程通信中 ,是Internet上进行应用开发最为通用的API。     

全球卫星导航星座网络协议体系与运行模式

针对全球卫星导航星座网络建设初期或论证阶段所涉及的网络体系结构、协议体系及相关组网等技术问题,开展了基于导航星座星间链路构建空间信息网络的技术研究,分别提出了由子网、接入网、骨干网等节点及其相互之间星间、星地无线链路构成的分层网络系统结构,设计了兼容遥控、遥测、测量与网络交互支持等业务的基于IP over CCSDS(基于空间数据系统咨询委员会标准的空间链路承载互联网协议业务)的协议体系,给出了全系统基本通信业务运行模式等。与传统高轨卫星通信系统相比,该星座网络具有高覆盖、低时延、随遇接入等优点,可实现星座导航性能与中低轨及地面用户通信性能的全方位提升,相关结果对我国全球卫星导航星座网络技术研究具有一定的参考意义。     

基于Linux军用TCP/IP协议栈设计与实现

提出一种在嵌入式Linux操作系统上运行TCP/IP协议的解决方案。介绍了Linux内核,在此基础上结合嵌入式系统特点,对TCP/IP协议栈进行简化,提出总协议栈的体设计。根据军用通讯要求着重讨论了网络协议的安全问题,参考现在通用的网络安全模式PGP,对TCP/IP协议栈进行修改,主要是在应用层中加入了加密、认证以及密钥分配过程。加密过程采用DES和RSA组合算法,保证其安全性、可行性以及时效性。     

数据分发用户协议模型研究

通过分析某型号卫星用户地面链路的实际应用情况,结合互联网应用协议模型,面向系统未来发展需要,提出了数据分发用户协议模型,分析了协议模型的层次关系,介绍了协议模型的具体工作过程,并对其工程可行性进行了分析,解决了地面链路连接管理以及应用负载分配的应用问题,在一定程度上避免了系统安全隐患,为系统实际工程应用提供了切实可行的途径。     

CCSDS SLE系统原型方案研究

基于测控系统数据在SLE(空间链路扩展)服务提供方与使用方的传输包括2个流向——前向遥控指令和返向遥测数据——这一特点,从总体方案、软件体系结构和传输协议等3个方面对SLE系统提出设计方案。通过对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)SLE系统的研究和CCSDS SLE传输协议原型软件的实施验证,利于将此协议应用于今后的工作中,便于实现与国外航天机构的相互合作。     

移动Ad Hoc网络中一种有效多址协议的性能仿真

基于有效竞争预约接入、无冲突轮询传输的思想,本文提出了支持节点移动性和多跳网络结构的依据用户妥善安排的多址接入(UPMA)协议,并使用网络仿真工具OPNET评估了它的多址性能。仿真结果表明,该协议显著提高了多跳网络的业务传输效率。     

深空通信中的网络技术

介绍了深空通信的特点、目前空间链路所使用的数据传输协议对深空探测环境的适用性、新制订容延迟网络体系结构的设计思想和实现要点,以及有待进一步研究的内容。     

基于短帧优先调度的AFDX端系统发送策略

通过分析AFDX协议格式以及当前端系统常用数据调度方法,提出了短帧优先调度策略,策略充分利用了AFDX协议虚拟链路特点,优先发送短帧,从而降低了部分链路的延迟上界,有助于减少等待时间,提高网络带宽利用率。应用网络演算理论建立了基于短帧优先调度策略的端系统模型,推导了不同虚拟链路的延迟上界表达式,并进行了与系统数据发送相关的一系列仿真研究,结果表明调度策略降低了端到端系统的发送延迟,是航空数据网络实时传输系统的优选策略。     

传感器网络MAC协议能量有效性的研究与MATLAB的仿真

无线传感器网络由于能量受限,传感器节点的生存周期取决于节点的能量消耗。本文分析了典型的S-MAC协议和T-MAC协议,研究了这些协议的工作原理。针对节能问题,建立了能量消耗的数学模型。对无线传感器网络的MAC协议,进行了MATLAB软件仿真,做出了关于能耗问题的曲线图,仿真结果表明在同等条件下T-MAC协议耗能较少,且能较好的满足通信的时延性。     

针对ATN over IP方案的明确拥塞通告模型及映射算法

基于对ATN与IP网络拥塞控制机制的比较,本文针对AT Nover IP方案提出了IP子网隧道中的明确拥塞通告(ECNT)模型,将明确拥塞通告(ECN)引入了AT Nover IP方案;还提出了ECNT模型中实现IP网络明确拥塞通告(ECN)与ATN网络传输层协议COTP中拥塞指示位(CE)的映射算法(ECN/CE),用以解决由于IP网络中TCP协议与ATN网络中COTP协议所采用的两种拥塞避免在机制上的差别而造成的拥塞信息跨网络传输的困难。仿真结果表明,与没有引入ECN的IP子网隧道模型相比,ECNT模型和ECN/CE算法可以解决IP网络为ATN的网络进行数据传输时的拥塞问题。     

数字视频总线在综合航电系统中的应用研究

针对现有机载视频传输系统存在的不足,提出了基于光纤通道FC的数字视频传输系统硬件架构,介绍了现有数字视频传输协议,比较分析了基于光纤通道-音频视频协议FC-AV的视频帧传输模式和基于航电数字视频总线的视频行传输模式下的传输协议设计及其对硬件设计的影响。