空间站系统航天器间1553B总线网络的路由机制研究

针对空间站系统多个航天器上多条1553B总线组成的总线网络上的复杂数据交互需求,提出了一种面对用户数据包的集中式高效静态路由机制,可实现航天器内和航天器间各类平台数据的稳定可靠传输。该机制简化了传输层和网络层的协议,通过对应用层数据包进行总线采集和查表寻址实现了一对一路由和组播路由,显著提高了系统资源的使用效率。文章给出数据包应用层协议、路由表配置和路由过程控制方法,并描述该机制在空间站系统的应用验证情况。实测数据表明:与广泛应用的UDP/IP协议相比,采用该路由机制能够明显降低协议开销,提高有效数据传输效率,更适用于多航天器设备间的数据交互。最后,探讨了各类飞船和来访航天器应用该机制实现与空间站数据交互的方法。     

一种基于多线程并行的干涉仪测向定位快速处理方法

干涉仪测向定位是一种被广泛应用的空间无源定位技术。由于电磁空间环境脉冲密度较大,通过脉冲分选、相位差校正及相位解模糊等处理流程得到辐射源参数和位置信息,时延较大。针对该问题,提出了一种基于多线程并行的干涉仪测向定位快速处理方法。通过QRunnable类定义干涉仪测向定位的多线程算法,将单个节拍数据的串行处理流程,利用多线程并行计算的方式实现高效计算。通过仿真测试,验证了快速处理方法的有效性,该方法具有较好的工程应用价值。     

一种在有扰信道中提供可靠传输的通信网关

网关的作用就是在应用层实现协议之间的相互转换。文中介绍为了在有扰信道中提供可靠数据传输服务 ,通信网关在应用层使用经过改良的连续 ARQ协议机制实现数据重传。讨论基于多线程技术的网关实现方法 ,分析具体实现中的关键技术。测试结果和实际使用证明 ,采用上述协议和技术开发的通信网关具有高的可靠性和运行性能。     

分层结构传感器网络中有效密钥管理协议设计

密钥管理是传感器网络中最基本的安全服务.文章重点设计一种轻量级的密钥管理协议来保证数据包在传感器网络上的安全传输.引入了一种能量有效的层次结构的网络模型,该层次型分簇网络中利用邻居节点数和剩余能量等标准判断下一跳的选取,以建立有效的源节点到目的节点的安全路由.详细分析了网络安全通信中的组密钥管理机制,该机制中单个传感器节点不需要存储大量的共享密钥,按照不同的传输信息和安全需求存储相应类型的密钥.仿真结果表明本协议的平均能耗远远低于传统Kerberos协议的平均能耗.     

一种星地协同的路由协议处理架构方案

在基于IP路由交换的卫星网络中,由于受宇航级器件能力限制,大规模路由协议的处理往往成为制约网络规模的瓶颈.针对这一问题,在分析IP网络中协议数据包特点的基础上,设计了一种星地协同的路由协议处理架构方案.方案设计了新的IP路由处理架构和业务流程,增加了IP数据包的星地协同处理机制,在少量改动现有载荷设计的前提下实现对IP包的识别与分类,通过专用星地链路实现将路由协议数据包发送到地面处理.测试结果表明,相比传统处理方案,星地协同的路由协议处理架构方案当路由条目数相同时,在路由收敛时间上可体现出巨大优势;当收敛时间相同时,收敛的路由条目数极大提高.该方案突破了目前卫星IP网络的规模瓶颈,极大提升了网络规模的上限,在大规模星地协同组网、一体化网络架构中具有较高应用价值.     

“太原号”立方星气动增阻辅助离轨帆装置

在基于IP路由交换的卫星网络中,由于受宇航级器件能力限制,大规模路由协议的处理往往成为制约网络规模的瓶颈.针对这一问题,在分析IP网络中协议数据包特点的基础上,设计了一种星地协同的路由协议处理架构方案.方案设计了新的IP路由处理架构和业务流程,增加了IP数据包的星地协同处理机制,在少量改动现有载荷设计的前提下实现对IP包的识别与分类,通过专用星地链路实现将路由协议数据包发送到地面处理.测试结果表明,相比传统处理方案,星地协同的路由协议处理架构方案当路由条目数相同时,在路由收敛时间上可体现出巨大优势;当收敛时间相同时,收敛的路由条目数极大提高.该方案突破了目前卫星IP网络的规模瓶颈,极大提升了网络规模的上限,在大规模星地协同组网、一体化网络架构中具有较高应用价值.     

超长UDP数据包预分片与重组技术研究

为了解决航天试验通信网传输超长UDP数据包存在的丢包问题,提出一种超长UDP数据包预分片与重组方法。在分析IP网络分片重组机制的基础上,研究航天试验通信网传输超长UDP数据包丢包问题的原因和内在机理,基于LSP技术,在发送主机中将超长UDP数据包预先分割成短UDP包后交由网络传输,在目的主机对短UDP包重组。实验结果表明,方法可以有效避免超长UDP数据包在网络传输过程中产生的分片与重组操作,提高网络转发效率,确保超长UDP数据包传输畅通、可靠、高效。     

星载SAR成像处理系统中多线程矩阵转置的设计和实现

矩阵转置被广泛地应用在星载合成孔径雷达的地面成像处理中,由于对原始回波数据快速成像的需求,根据现有共享内存系统的特点,提出利用多线程矩阵转置的并行处理方法。在Linux环境下,利用基于Pthread的线程调度方法和封装类,在研究和分析矩阵转置的几种处理方法的基础上,设计和实现多线程矩阵转置。通过在HP Proliant DL580平台上的实验证明,多线程矩阵转置与传统的矩阵转置相比,能充分利用处理器的资源,具有良好的并行扩展性,有利于进行快速成像处理。     

一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法

针对遥感卫星地面基带处理速率低、效率不高、稳定性差等问题，提出一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法。通过在系统平台上建立多个线程，将数据处理分解到多线程中进行并行处理。以真实的卫星数据作为测试源，在压缩比为4∶1和无损模式下，从时间、解码速度、CPU占用、内存、设备资源利用率等指标对基带处理方法性能进行评估。评估结果表明，基于OpenMP并行化处理方法的解压缩软件，在充分利用硬件平台性能的基础上，实现了4倍解压缩速率的提升，显著提升了实时性。     

一种卫星IP交换系统中ICMP协议FPGA实现方法

卫星IP交换技术是实现星上IP网络的关键技术,在卫星IP交换系统中,通过ICMP协议可报告差错报文信息,并可对卫星IP网络中的不同节点进行连通性测试,因此ICMP协议在卫星IP交换系统中起着重要作用。针对星上模块化设计及处理能力有限的特点,提出一种星上ICMP协议的FPGA实现方法,将ICMP报文的判断和生成流程分开,判断部分可在各个端口处理模块完成,生成部分采用单独模块完成,不需要在每个端口模块都完成ICMP报文生成处理操作,不仅优化了星上ICMP协议处理流程,并且节约了星上存储及处理资源。     

基于卷积神经网络的运载火箭测发网络流量异常检测技术

运载火箭测发网络是维系各型号运载火箭远距离测试及发射控制的重要国防基础设施,对测发网络流量进行异常检测是保证其正常工作的关键举措。近年来,随着测发网络功能的拓展,其面临的网络安全威胁越来越严重,而当前的安全检测主要依赖于基于异常特征库匹配的流量异常检测方法,这种检测方法对一些新型攻击检测能力非常有限。本文结合运载火箭测发网络实际特点,针对以使用用户数据报协议(UDP)为主的测发网络流量,设计一种新的基于固定数据包数目的流量图片样本生成方法,首次提出在测发网络流量异常检测问题上使用卷积神经网络,以原始网络流量作为输入,避开难以解决的人工特征集设计问题。通过测发网络真实网络流量数据进行实验,取得了较高的精度、召回率和准确率,验证了本方法具备一定的实用性。     

基于OSPF和非精确状态信息的QoS路由算法

针对IP网络庞大复杂且资源信息频繁动态变化的事实,提出了一种扩展OSPF路由协议以支持QoS路由的算法。该算法根据用户需求资源的不同,在OSPF域中预先计算出到达各目的节点的最优路径,同时生成一个新的路由表,并通过链路状态广播机制,动态更新该路由表,以达到在对现有OSPF协议影响最小的情况下,引入QoS机制的目的。     

嵌入式测试系统中UDP/IP协议栈的移植与实现

根据分布式测发控系统单机的通信要求,基于DM9000以太网控制器芯片和BM3101嵌入式处理器进行了以太网网络接口的设计,实现了无操作系统的UDP/IP协议栈的移植,并详细介绍了数据发送和接收的具体实现过程。对系统通信进行了测试,结果表明UDP通信整体稳定可靠,能够满足实际应用需求。     

基于自定义应用层协议的分布式智能控制系统

针对宽带数字化接收系统规模增大带来的控制问题,设计了一种新型的基于自定义应用层协议的分布式智能控制系统.该系统将自定义协议部署在分布式网络的节点中,保证主控终端和各节点之间指令、数据的稳定、高速传输.除此之外,系统还通过内存块循环队列、多线程技术,提高节点之间数据传输的速度.测试数据证明该系统非常适用于大规模宽带数字化接收设备的控制.     

单路硬件分时处理技术实现多路接收数字匹配滤波器

介绍了一种适用于数字卫星通信收端基带处理数字匹配滤波器的设计技术。这种数字匹配滤波器是一种基于数字信号处理器(DSP)TMX320C25实现的有限冲激响应(FIR)滤波器,其频率响应为平方根升余弦滚降形式。对接收的多路SCPC/FDMA信号,采用单路硬件分时处理技术可同时实现多路信号的数字匹配滤波。     

扩频数字接收机中的多相匹配滤波

文章提出一种改进形式的伪随机码匹配滤波器,这种改进形式将整数倍抽取、内插等重采样处理（重采样处理满足Nyquist采样定理）与伪随机码匹配滤波器相结合,用多相形式实现伪随机码的匹配运算。这种方法在改进原匹配滤波器并行处理结构的同时降低了对存储数据用的总的存储量要求和运算速率。     

对Ad-hoc网络功率控制协议的研究与改进

通过对前人提出的功率控制协议做了深入地分析,指出每种方法的优缺点。将功率控制引入802.11协议,提出了一种双信道协议,改善了引入功率控制带来的隐藏节点问题。仿真结果证明,所提出的双信道协议达到了节省功率和提高网络容量的双重目的。     

高动态DS/FH混合扩频系统实现长伪码快速捕获的一种方法

针对长伪码与快速捕获的矛盾 ,设计了一种基于 FPGA技术的数字匹配滤波器 ,用于在高动态、低信噪比的 DS/ FH混合扩频系统中实现快速捕获。考虑多普勒频移的影响采用频率和码相位二维搜索。对将进入数字匹配滤波器的数据进行了降速处理 ,大大节省了硬件资源。仿真结果证明 ,采用数字匹配滤波器可在高动态环境下实现长伪码的快速捕获     

一种改进的快速传输控制协议及其在OPNET下的仿真实现

FAST TCP是一种面向高速长延时网络的传输控制协议,它通过在路由器中维持一个稳定的队列长度以最大化利用网络资源。本文将FAST TCP引入高速无线网络,针对由于无线链路随机丢包产生的吞吐量下降严重的问题,通过可用带宽的估计区分和辨别网络随机丢包,提出一种基于可用带宽估计的改进FAST TCP协议,并在OPNET下实现了改进FAST TCP进程模型。仿真结果表明在高速无线环境下改进FAST TCP有效区分了网络链路丢包,提高了吞吐量。     

某航天着陆试验场网络传输系统设计与实现

航天着陆试验场需要进行控制指令、回令、测量数据、音视频信息的传输。设计双冗余传输网络,在层次结构上分为接入层和核心层,各层部署互为热备份的冗余网络设备,各层之间通过冗余路径连接,从而消除由单点故障引起的通信中断;根据不同类型的接入主机,划分不同的虚拟子网(VLAN),在链路层隔离不同种类信息的互扰,同时有效阻止广播风暴;在传输层采用IP交换机制,实现不同VLAN之间的信息交换。对于控制指令与回令,采用具有可靠保证的TCP协议进行传输;对于大量的测量数据和音视频信息,采用快捷的UDP组播协议进行传输。实践证明,网络传输系统完全能够满足试验场各类信息的安全、可靠、实时传输。