卫星通信新技术专题讲座(二) 第4讲 卫星通信系统中的TCP/IP加速设备

文章首先介绍TCP/IP协议在卫星通信应用中的问题以及针对这些问题而对TCP/IP协议作出修改的空间通信协议(SCPS),然后介绍了基于SCPS协议的TCP网关(即TCP/IP加速设备)用于实现网间互联的方案,最后介绍几种TCP/IP加速设备及其应用在卫星通信系统中的测试结果。     

基于FPGA的硬件协议栈精简实现

数据传输过程中准确性与高速性是基本的指标。针对高速网络内数据传输量大的应用需求,文章利用硬件描述语言,将TCP/IP中与UDP相关的协议栈按需精简后移植入FPGA中,通过UDP协议在硬件平台中开发网络数据传输的应用以切合大数据量的需求。在保证准确性的前提下,网络数据传输速率达到千兆网的性能。该设计使协议栈模块硬件化,易于集成在具有网络数据传输需求的系统或设备中。     

基于无线双工通信系统分组数据传输的探讨

分析了军用无线双工通信系统数据传输资源,指出了存在的问题及改进办法;利用话音、报文、传真、数据电路交换信令的工作模式标示,提出了基于无线双工通信系统的数据传输TCP/IP结构体系及协议栈,并探讨了网络适配和实现与军用公共数据网、地域通信网（电路交换网、分组交换网）、数字化部队单工无线电数据网互联的关键技术。     

网际间进程通信与客户-服务器的实现

TCP/IP协议簇是一个实际上的网际协议标准,4BSD UNIX操作系统提供了网际间通信的socket机制,以解决应用程序与TCP/IP软件的接口,客户-服务器模型已成为网际环境下的程序设计的实际标准模式。较详细分析了客户-服务器模型的原理,socket编程机制的系统调用,并给出了基于socket系统调用的客户服务器模型实现的方法。     

基于CAN总线的船用仪表系统研究

研究了基于CAN总线和以太网的船用仪表系统,实现了船用仪表的CAN总线及以太网的通讯。系统以ARM处理器STM32F10x为核心,通过CAN总线从船舶发动机电子控制单元处获取发动机转速、冷却水温度等发动机运行参数,以步进电机指针式仪表和LCD液晶显示屏式仪表等多种方式实现船舶各种运行工况的实时显示,通过一个裁剪过的适合嵌入式系统应用的TCP/IP协议栈,可使用上位机界面对船舶发动机进行实时监控。实际运行效果表明:系统运行稳定可靠,具有良好的应用前景。     

基于C／S模型的模拟电台通信训练系统研究

提出了一种在局域网内基于C/S模型,利用TCP、UDP协议和IP多播技术(组播技术),实现我军现有坦克电台的模拟仿真通信训练系统的方法,重点阐述了模拟仿真电台的总体构思和实现方案.     

TCP协议面向字节流问题的探讨和商榷

TCP协议是TCP／IP协议族中的主要协议之一，同时也是比较复杂的一个协议。正确理解TCP协议的特点和基本原理，对全面掌握计算机网络课程基本概念，进而全面掌握因特网的使用有着重要的意义。文章对TCP协议的面向字节流特性进行了深入探讨，指出了谢希仁编著的《计算机网络》（第五版）中对该问题的论述中存在的问题，并提出了自己的改进意见与作者商榷。     

LabWindows/CVI的虚拟仪器远程网络控制系统设计

针对武器系统测试和工业企业生产等大型多类型参数测量具有实时性、复杂性和危险性等特点,提出一种以L abW indow s/CV I作为系统开发平台,利用C/S模式,采用TCP/IP协议,组建虚拟仪器远程网络测控系统的方案。此方案在大型多类型参数测量有广阔的应用前景。     

一种通用网络通信系统的设计与实现

在TCP/IP协议的基础上,采用合理的软件结构、算法以及对同一主机的多网卡支持,设计了一种可应用于大型分布式处理(如分布式仿真)的多机通信系统,目标是屏蔽诸如IP地址、端口号、套接字等网络通信概念,实现一种通用的进行网络通信实时可靠传输的机制,避免类似程序的重复开发,使网络通信的实现更加容易。应用结果表明,系统使用容易、通用性强,实现了对通信服务的实时传输和可靠传输的支持。     

IP地址分类、子网划分及CIDR

TCP/IP协议是计算机在Internet上通信的标准协议 ,IP地址是计算机在Internet上的标识。为了减少Internet上的网络风暴 ,要求每一个网络必须隔离开来形成子网 ,而过多地划分子网又会使网络的路由信息表增大。针对上述问题本文进行了探讨 ,并给出了相应的解决方案     

装甲车辆自动配电系统MilCAN总线通信设计

针对CAN总线实时性不能有效保证这一问题,提出了利用MilCAN总线作为装甲车辆自动配电系统网络总线;在CAN总线模块基础上实现了MilCAN高层协议,分析和设计了系统应用层通信协议。试验结果表明:在CAN模块上实现的MilCAN高层协议性能可靠,能够很好地满足自动配电管理系统数据传输要求。     

基于认知无线电的无线传感网系统设计与实现

为了提高认知无线电传感器网络(CRSN)中的能量使用效率和性能指标,提出了一种新的基于认知无线电的无线传感网系统,该系统中的传感器节点均使用改进的机会频谱接入路由协议,提出的协议能够更好地增加网络的可扩展性和提高网络性能。构建了精确的信道模型以便评估复杂的室内环境不同区域的信号强度,通过实验模拟对提出系统的性能进行评估。模拟结果显示,相比其他两种路由协议,提出的协议在吞吐量、包延迟及总能量消耗方面表现更佳。     

航空数据链系统TDMA时隙分配研究

基于TDMA组网协议的航空数据链系统是未来战术数据链发展的一个必然趋势,时隙分配技术是TDMA系统的关键.介绍了采用TDMA组网协议的航空数据链基本组成,对航空数据链系统的时隙结构进行详细分析,提出了静态和动态相结合的时晾分配算法,对TDMA数据链的建设提供一定的参考.     

以鼠标接口实现自动跟踪系统输入接口设计

坦克目标自动跟踪计算机系统是一个图像处理及瞄准线控制的专用系统,其需要许多开关、按钮等面板输入开关量信号,同时还要引入鼠标指示设备,以便于图形界面操作。提出了面板开关量输入接口设计方案采用鼠标接口,不用改动硬件,在不影响鼠标功能、不占用系统其他硬件资源的情况下,适用于PS/2协议和串口两种工作方式。操作方便、灵活,可靠性高。     

SSL协议在网上直报系统中的应用

讨论了如何将SSL协议实际运用在网上直报系统中,给出了在网上直报系统中如何用OpenSSL实现SSL协议,解决重要业务数据的传输安全,从而保证数据的有效性。     

C4ISR仿真系统分析和设计

分析了指挥、控制、通讯、计算机、信息、监视和侦察(C4ISR)系统的复杂性特点,指出C4ISR系统在应用过程中,需要仿真系统对系统操作员和指挥员进行训练.研究了C4ISR仿真系统及其各子系统的实现模型,最后以舰艇C4ISR为例进行设计,通过分布式交互仿真协议(DIS)实现各子系统信息的互连.仿真结果表明,系统也可以为检测各种实际系统提供仿真环境和数据.     

基于Petri网的综合电子系统总线建模与性能优化

针对综合电子系统运用中总线效率不高等问题,以某型步兵战车综合电子系统为例,通过对系统进行信息流规划,结合总线协议和实现机制,采用赋时颜色Petri网对综合电子信息系统通信机制进行建模,实现综合电子系统总线通信协议机制的仿真。通过对系统总线性能指标参数的分析,提出综合电子信息系统总线的优化方案。关键词：赋时颜色Petri网;综合电子系统;总线建模;性能优化     

基于1553B协议的星载高速无线数据网络协议的设计*

星载无线数据网络可以解除航天器内错综复杂的线缆网的束缚,是航天器轻小型化的重要技术储备。旨在替代航天器内现有的点对点三线制的LVDS线缆,提出了一种基于脉冲超宽带(IR-UWB)技术的星载高速无线数据网络的设计方案,并重点介绍了高速无线网络协议的设计和实现。网络协议设计参考了美国军用数据总线标准MIL-STD-1553B 协议,采用时分制指令响应机制,分别对其物理层、链路层、网络层和应用层进行设计,以适应星载高速率无线数据传输的要求,具有灵活性高、可靠性高、扩展性高的特点。网络协议的IP核经过地面演示系统进行验证,实验测得应用层数据传输的误码率小于10_-10。     

基于伪临界值的Cache一致性协议验证方法

针对Cache一致性协议状态空间爆炸问题,提出共享集合伪临界值(Pseudo-cutoff)的概念,并以采用释放一致性模型的CC-NUMA系统为例,分析了共享数据的分布情况,推导出在一定条件下共享集合伪临界值为4的结论,有效优化了目录Cache协议状态空间,并提出了解决小概率的宽共享事件的方法.实验数据表明,基于伪临界值的协议模型优化,能够有效缩小Cache协议状态空间,加快验证速度,扩大验证规模.     

基于FC-AE-1553B通信协议的网络仿真

对于FC-AE-155B通信协议与光纤通道(FC)技术的应用进行了研究.针对航空电子设备的通信要求进行了独立的建模,验证了FC-AE-1553B协议在航电系统中的传输能力.实验搭建了对立的FC仲裁网络并按照FC-AE-1553B协议制定了包模型,建立了节点模型、链路模型.按照协议要求制作了进程模型设计了有限状态机.在OPNET仿真环境下对航电设备的FC网络进行了构建,测评了基于FC网络的FC-AE-1553通信协议的应用能力.