分布式探测系统的时延估计和稳定性分析

分布式探测系统实现了探测控制系统的分布化和网络化,但由于网络信息传输时延的存在,使得信息传输实时性受到诸多条件的影响。为此,在分析分布式探测系统时延特性的基础上,利用MATLAB/Truetime工具箱实现系统的建模仿真,针对不同网络延时、丢包、干扰等情况对系统稳定性能进行了对比分析。仿真结果表明:网络时延增大是影响系统稳定性能的主要因素,仿真流程对于网络探测的硬件系统构成和通信协议设计具有指导性意义。     

SpaceWire网络热点通信模式的缓存资源分配算法

基于SpaceWire网络在热点通信模式下的工作特点,研究缓存资源的分配算法。给出均匀通信模式和热点通信模式的释义;推导网络路由节点的满负荷概率和平均延时的解析方法,计算网络中的关键通信节点;再给出SpaceWire网络缓存资源分配算法。利用Opnet网络仿真平台建立SpaceWire通信模型,仿真了不同通信模式中采用缓存优化策略前后的关键性能指标。研究结果表明:在热点通信模式状态下,该缓存资源分配算法在保证总资源一定的前提下,网络系统的平均延时降低,优化了SpaceWire网络性能。     

机间自组织网络多模式传输保障方法

拓扑动态变化、带宽受限、链路不稳定是机间自组织网络的基本特征,传输服务能否适应业务需求是航空平台基于IP支撑上层应用必须面对的重大挑战之一.分析了机间自组织网络传输方法研究现状,提出了基于业务分类的机间自组织网络多传输模式及其适应方法.仿真结果表明,与传统的TCP改进方案相比,该方法在满足小容量低时延、大容量低抖动、高可靠业务信息传输需求的同时,提升了机间自组织网络的整体传输能力.     

一种用于SpaceWire网络的混合路由机制设计*

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,本文基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量；动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。最后在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

SpaceWire网络混合路由机制设计

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量;动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

基于MPEG标准的多媒体网络传输效果分析与仿真

使用my Evalvid-NT仿真软件,选取封包延迟、画面延迟、封包抖动率和画面抖动率4个指标对多媒体网络的视频传输效果进行仿真。经过仿真计算后得到的可解画面比例与理论值非常接近。     

1553B总线的信息传输调度策略

由于1553B总线的传输速率限制,直接进行图像、声音、定位导航等大数据信息传输,将会导致其他紧急消息传输时延过长。针对这一问题,提出了一种基于1553B总线的信息传输调度策略。该策略的控制思想是在对同步信息进行负载均衡调度的基础上,对大数据信息进行动态分解插入,实现了在不影响紧急消息的前提下大数据信息在1553B总线中的实时可靠传输。实验结果证明了该传输控制策略的有效性与可行性。     

CAN总线在舰艇作战仿真系统中的应用

介绍新型现场控制总线CAN(Controller Aera Network)的基本概念、特点、器件、总线协议。研究由单片微型计算机系统和CAN总线所组成控制器局域网在舰艇作战仿真系统中分布式控制的应用,以及某型舰舰导弹武器系统仿真过程中CAN总线的应用。模拟系统研制成功后的实践应用表明,CAN总线在舰艇作战仿真系统中通信可靠、性能稳定,提高了传输效率,实现了灵活的通讯组合,使其在舰艇分布式作战仿真系统中有更好的应用前景。     

基于网络演算理论计算车电系统总线的最大时延

以车电系统总线为研究对象,以网络演算理论为数学工具,提出一种基于网络演算理论的车电系统总线的最大时延计算模型.通过仿真实验得到了车电系统总线中各个信息帧的到达曲线、高优先级的信息帧集合的到达曲线、服务曲线和最大时延的数值结果.与相关研究相比,所建模型输入参数少,计算量小,可以快速求解车电系统总线的最大时延,具有良好的适应性和通用性,可以作为车电系统总线分析、设计与优化的理论支持工具.     

网络化无人水下航行器CAN总线调度方法

传感器时间驱动,控制器和执行器均为事件驱动的网络控制系统节点驱动方式,已在众多的网络控制系统研究中被采用。在此种节点驱动方式下,依据各控制回路传感信息的不同时间性质将网络化无人水下航行器各控制回路划分为周期性控制回路和随机性控制回路来进行处理。采用时分复用原理对系统总线传输时间进行划分,通过递归遍历寻优方法对系统周期性控制回路信息传输需求进行优化调度;基本周期最小时间余量最大的寻优指标确保了总线负载均衡和随机性控制回路信息传输需求得到及时满足,这样有效地减少了低优先级控制回路(节点)信息传输的延迟等待时间。利用M ATLAB/T uretim e工具进行仿真试验,仿真结果说明了调度方法的有效性。     

LEO 卫星网络路径选择策略研究

路由算法在选择路径时,主要考虑传输延迟和跳数这两个因素,分别选取最短延迟路径(Least Delay Path, LDP)或最少跳数路径( Least Hops Path, LHP)。在卫星网络中,基于LHP选径策略实现更加简单,但其应用在LEO卫星网络中合理性的研究成果不多。本文对极轨道LEO卫星网络中,LDP和LHP之间关系进行详细的理论分析,验证了LHP选径策略的合理性。并在此基础上,提出一种基于横向传输优先级（Horizontal Transmitting Priority, HTP）的LHP最短路径选择策略,利用横向链路长短特性简化路径决策流程。通过仿真,该方法能够快速寻找到最短LHP路径,为LEO卫星网络路由算法提供一定的研究基础。     

SpaceFibre星载数据网络低延时确定性调度算法

针对超高速SpaceFibre星载网络中多源数据传输的确定性和实时性应用需求,提出一种分类细粒度低延时确定性调度算法。该算法基于差异化调度策略的思想,将数据流划分为三类。为实现网络资源的细粒度分配,引入扩展时隙。该算法采用无冲突均匀调度方法,降低了数据包的平均排队延时。为适应有效载荷组网的航天应用场景,该算法兼顾网络拓扑结构生成调度方案。为验证算法有效性,在OPNET仿真平台下利用自定义建模技术搭建网络仿真模型。仿真结果表明:相比优先权调度和无冲突连续调度机制,该算法实现了时间敏感数据流的确定性传输;随着时隙数目的增加,网络的延时性能和抗抖动性能显著提升,吞吐量性能得到保证;该算法具有一定的航天工程实用价值。     

Algorithm to solve a chance‐constrained network capacity design problem with stochastic demands and finite support

We consider the problem of determining the capacity to assign to each arc in a given network, subject to uncertainty in the supply and/or demand of each node. This design problem underlies many real‐world applications, such as the design of power transmission and telecommunications networks. We first consider the case where a set of supply/demand scenarios are provided, and we must determine the minimum‐cost set of arc capacities such that a feasible flow exists for each scenario. We briefly review existing theoretical approaches to solving this problem and explore implementation strategies to reduce run times. With this as a foundation, our primary focus is on a chance‐constrained version of the problem in which α% of the scenarios must be feasible under the chosen capacity, where α is a user‐defined parameter and the specific scenarios to be satisfied are not predetermined. We describe an algorithm which utilizes a separation routine for identifying violated cut‐sets which can solve the problem to optimality, and we present computational results. We also present a novel greedy algorithm, our primary contribution, which can be used to solve for a high quality heuristic solution. We present computational analysis to evaluate the performance of our proposed approaches. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 236–246, 2016     

SpaceFibre网络服务质量时隙资源分配算法

为保证SpaceFibre星载数据网络大量实时数据流的超高速确定性传输,提出一种包含两个子算法的SpaceFibre网络服务质量时隙资源分配算法。形式化描述网络服务质量机制,给出调度矩阵相关定义;创建网络服务质量排队模型,定量分析时隙资源分配对网络时延性能的影响;考虑网络兼容性和算法鲁棒性,给出改进二进制序列调度子算法;采用提高初始种群进化程度和增加遗传算子等方法,给出改进混合单亲遗传调度子算法;利用Opnet网络仿真平台建立网络服务质量仿真模型,对比不同算法下网络时延性能。仿真结果表明,该时隙资源分配算法与其他算法相比,网络平均延时降低,网络性能得到显著改善,对构建低延时SpaceFibre网络具有参考意义。     

航空集群机载网络Failure-Oblivious路由策略

航空集群机载网络作为集群成员间信息交互的纽带,其路由策略性能优劣直接影响信息传输实时性与可靠性,从而制约网络化集群作战效能发挥.考虑到航空集群机载网络具有诸多不确定性,为应对路由失效以及尽可能避免路由更新,从路由选择算法的角度,在软件定义网络架构下提出Failure-Oblivious路由策略.与传统路由策略不同的是,...     

IDRP：行星际DTN路由协议

为解决星际网络场景下的数据传输问题,提出了一种星际容延迟网络路由协议:利用节点的历史连接信息来预测该节点与其各个邻居节点的连接恢复时间;当两个位于同一个域的节点互相连接时,交换彼此的连接时间预测表,并据此决定是否需要使用对方作为中继节点;深空节点的存储资源常常受限,在进行路由选择时将节点的存储区消耗情况也纳入决策。使用NS2进行地-火通信场景仿真,使用一种改进的泛洪路由和一种仅选择网关节点作为下一跳选择的路由策略作对比。仿真结果表明相比其他两种协议,提高了14%的投递成功率并减少了50%的平均传输延迟,并更有效的利用了节点存储资源。     

大型船舶流行病传播控制过程多智能体模型

基于复杂网络和传播动力学相关原理,构建了符合大型船舶人员交互特征的社交网络,定义了传播网络层级结构,分析了交互网络拓扑生成的5项规则,给出了大型船舶流行病传播社交网络构成方法。基于多智能体技术,研究了交互网络节点成员属性和流行病传播特点,给出了智能体成员状态空间的基本构成形式,融合防护治疗、管控隔离、信息交互等因素的物理特征,构建了智能体状态迁移和行为交互过程算法,并分析论证了衰减函数的结构及区间特性。对比距离恒定模型和随机游走模型,分别对典型大型船舶流行病传播过程分4种工况12种状态进行了仿真计算,结果表明:随机游走模型更适合信息量丰富条件下的大型船舶流行病早期传播过程模拟仿真和疫情防控策略分析。     

大延时网络中的主动队列管理机制

研究了网络延时对路由器主动队列管理机制的影响,分析了几种典型主动队列管理算法在大延时网络中的性能。在介绍了基于内模补偿的DC-AQM算法的优缺点之后,根据PID控制器延时补偿的Ziegler-Nichols设定方法,提出了ZNDC(Ziegler-Nichols delay compensation)AQM算法并进行了仿真实验验证,实验结果表明算法达到了预期的目标。     

一类不确定时滞混沌系统的全局鲁棒自适应神经网络同步控制器设计

研究一类不确定时滞混沌系统的全局鲁棒自适应神经网络同步控制器设计,其系统中的不确定时滞项不是简单的线性有界条件,而是允许其存在高阶项,因此具有全局特性．在控制器的设计上;首先通过选取合适的径向基函数（RBF）神经网络的权向量去逼近时滞系统中的未知连续有界部分;然后在RBF神经网络输出的基础上,选用一个鲁棒自适应控制器来趋近时滞系统的不确定部分;同时,利用Lyapunov稳定性理论对混沌同步的条件给出了论证;最后,数据仿真的结果表明该方法的有效性．