流间网络编码中的自适应通知报文发送机制

流间网络编码机制需要借助通知报文来确定编码机会,现有的机制一般采用"τ间隔通知机制",但对通知间隔τ的选取及其导致的开销并未进行分析。通过分析"τ间隔通知机制"所产生的通信开销及其对编码机会和吞吐量的影响,提出一种自适应通知报文发送机制。在自适应通知报文发送机制中,无线节点根据局部网络的流量自适应地确定发送间隔,且通知报文仅携带最近2个通知间隔侦听到的数据包信息,在保证编码机会的情况下降低通知报文中携带的信息量和通知报文的发送频度,从而降低附加开销和冲突。网络模拟器仿真实验结果表明:自适应通知报文发送机制能有效地减少通知报文发送的额外带宽开销,取得比采用"τ间隔通知机制"的流间编码机制更高的吞吐量。     

实时以太网核心调度模块设计及FPGA实现

随着我国军工科技在图像识别、人工智能、机器人技术和多传感器融合等一系列领域上均取得了先进的科研成果。这些科研成果的成功取决于网络的带宽和实时性是否满足传输要求。实时以太网技术以其高带宽、高可靠性、高实时性的特点,成为了取代其他总线网络的首要选择。实时以太网采用星型拓扑结构且拓扑结构中心是网络交换模块,网络交换模块核心是调度模块。运用FPGA技术实现核心调度模块,使实时网络在MAC层实现其存储转发的主要功能,进而提高网络实时性和可靠性,为实时以太网的在火控领域的应用打下坚实的基础。     

时间敏感网络流量调度机制研究综述

时间敏感网络作为一种确定性网络技术,能够通过多种流量调度机制确保关键流量进行具有确定延迟边界的实时传输,具有重要的应用价值。从实现原理角度,分析对比时间敏感网络各调度机制的特点;分析各调度机制的基本原理和研究重点,并以调度性能提升为主线,梳理各调度机制研究进展;针对当前的研究盲区,阐述时间敏感网络流量调度机制的研究趋势。     

利用字节模式二维特征的ROP链智能检测方法

面向返回编程(return oriented programming, ROP)攻击是网络攻击者突破操作系统安全防护、实现漏洞攻击的一种主要手段,ROP链是ROP攻击的重要组成部分。为检测网络流量中的ROP链,提出了一种能自动提取ROP链特征、具有良好泛化性能的智能检测方法。该方法采用顺序抽取的方式将被测流量分成多个序列,利用滑动窗口和数值量化将输入的一维流量数据转换为二维特征向量,基于卷积神经网络模型实现对ROP链的检测。不同于已有的静态检测方法,该方法不依赖程序内存地址的上下文信息,实现简单、部署方便,且具有优异的检测性能。实验结果表明,模型最高准确率为99.4%,漏报率为0.6%,误报率为0.4%,时间开销在0.1 s以内,对真实ROP攻击流量的漏报率为0.2%。     

HTTP协议报文头域关键字段的隐蔽通信检测模型

基于HTTP网络应用层隐蔽通信出现的信息安全威胁问题,提出针对码间序列相关性统计特征的差值距离检测算法,并与HTTP协议下隐蔽通信空间相关性检测算法相结合,利用多报文头域间关键字符差值对通信中存在隐蔽信息进行检测,建立HTTP协议报文头域关键字段隐蔽信道检测模型。通过分析表明,该模型能够实现对正常通信与隐蔽通信的有效识别。     

基于随机集理论的多目标跟踪方法

多目标跟踪问题通常包括目标信号的检测与目标状态的估计,同时还涉及到对探测范围内目标数量的确定。传统的跟踪方法将目标检测、状态估计与数量确定分别使用独立的模块或算法来处理。在这种模式下,每个模块仅考虑测量数据中与其功能直接相关的信息,模块之间没有信息的交互,因而很难得到全局最优的解。基于随机集理论的多目标跟踪方法将场景内的全部目标看作一个全局变量,目标状态与目标测量分别构成各自的随机有限集。从而多目标跟踪问题可以放在一个随机集模型下的贝叶斯滤波框架中研究。在每一个滤波周期内,通过对随机集的处理,实时地估计目标的数量、状态与类型,实现多目标的联合检测、跟踪与识别。     

管道流量泄漏监测的网络链路层路由协议的实现

针对管道流量泄漏和管网突发性的爆管,以管道流量泄漏为应用对象,将一种协同式拥塞控制协议应用于管道流量泄漏监测中,提出TCP(Transmission Control Protocol)拥塞控制改进协议C3P(Cooperant Congestion Control Protocol),通过C3P源端检测RTT(Round Trip Time)延时信息和路由器反馈的1 bit显式预测信息来判断网络拥塞状态,自适应地调节拥塞窗口。仿真实验表明C3P协议能够有效地适应这种高带宽延时网络的传输特性,以保证网络获得更优的链路利用率、TCP友好性以及流与流之间的公平性。     

移动通信网络位置群体节点的挖掘方法

对移动通信网络的位置群体节点进行了优化定位和挖掘,优化移动通信网络的覆盖度和可靠度,传统的位置群体节点挖掘算法采用信息度增益控制挖掘算法,算法不能自主感知节点信息数据的变化,无法实现数据信息的实时传递和决策。提出基于位置群体节点信息融合和滤波控制的移动通信网络位置群体节点的挖掘方法。构建移动通信网络节点的分布模型和信道模型,采用多径信道均衡设计实现位置群体节点信息融合,采用自适应滤波控制方法实现对通信节点挖掘的干扰抑制。仿真结果表明,采用该方法进行通信节点挖掘,信标定位准确,信号的覆盖度较合理,实现了信道空间的合理高效利用,实现了信道均衡和干扰抑制,有效降低了通信的误比特率。     

基于最大电流方法的数字均流总线设计

多个电源模块并联供电系统,最广泛使用基于最大电流方法的自动均流技术,通过专用的模拟均流总线,传输与模块最大电流成正比的电压信号,各个模块使用该电压信号实现均流.该模拟电压信号很容易受到各种噪声影响,导致均流控制失败.针对该问题,设计了单线数字均流总线,实现最大电流值的数字传输.分析结果表明,设计的单线数字均流总线能够实现模拟均流总线相同的功能,并且具有更强的抗干扰能力.     

北斗战场通信网络身份认证方法

为了提高战场通信网络的安全性,基于北斗卫星导航系统("BeiDou"navigation satellite system,BDS)所提供的高质量的定位、授时以及短报文通信功能,提出了一种基于"北斗"的战场通信网络身份认证方案。该方案利用"北斗"高精度的授时功能实现整个网络中时钟的精确同步,将该时钟信息作为时间戳值加入到身份认证过程中以抵抗重放攻击;同时将节点从"北斗"获得的位置信息也加入到身份认证信息中,解决了战场中我方节点被俘获所带来的安全问题,结合传统的随机数以及证书加密,实现了通信双方多因素双向认证。通过对方案进行安全性分析和SVO逻辑分析可知,该方案能够抵抗常见的攻击方式,并且不存在安全漏洞,适合应用到战场通信网络。     

卫星中断容忍网络路由算法研究

针对卫星网络易中断、长时延等问题,提出一种适合卫星DTN网络的路由算法——SDTNR算法。该算法在节点缓存中设置了3个存放不同服务等级报文的队列,队列根据报文响应比排序,响应比小的报文优先发送。SDTNR算法根据卫星运行规律,建立节点选择表并实时更新该表,根据表中信息选择满足条件的节点作为下一跳节点,以此保证通信的可靠性。仿真结果表明,SDTNR与EPR、PR、FC 3种算法相比,SDTNR更好地提高了报文的投递率、降低了网络开销和平均时延。     

基于活动轮廓的机器人视觉伺服控制

提出了基于活动轮廓的视觉伺服控制方法。将活动轮廓和光流模型相结合用于运动物体图像的实时跟踪 ,以抽取物体图像的边缘信息 ,并以此信息控制摄像机的运动 ,达到机器人定位、跟踪等目的。该方法跟踪精度高 ,鲁棒性好 ,且满足实时跟踪的要求。实验结果表明了该方法的正确性和有效性。     

网络舆情中一种基于OLDA的在线话题演化方法

研究网络舆情分析中话题演化方法.首先分析网络舆情信息的特点;在此基础上,建立网络舆情信息模型,基于话题模型抽象描述文本内容的隐含语义,进而建立文本流在时间序列上的关联模型;进一步,提出基于OLDA的话题演化方法,针对舆情信息的特点,建立不同时间片话题间的关联.实验结果表明,该方法能够有效检测话题演化,为网络舆情分析提供了有效途径.     

一种多核微处理器互连接口的设计与性能分析

并行是提高计算机性能最主要的方法,随着集成电路生产工艺的不断发展,除了在单个芯片内集成更多的处理器核外,通过集成高速互连网络接口构建多路并行系统一直是提高高性能计算机并行性的主要方式。提出了一种面向多核微处理器的互连接口的设计方案,基于精简的PCI-E总线协议,采用高速串行数据传输技术,支持Cache一致性报文和大块数据传输报文,能够用于实现4个处理器的直接互连。模拟结果表明,优化设计的互连接口每个接口能够实现64Gbps的双向最大有效带宽,最小传输延迟为120ns,能够较好平衡不同报文类型对带宽和传输延时的要求。     

面向多核网络分组处理系统的线程亲和缓冲区管理机制

基于通用多核架构的网络分组处理系统性能受到诸如分组IO开销高、多核共享内存及进程调度竞争大、页表缓冲表项失效率高等问题的困扰。为此提出一种基于通用多核网络分组处理系统、面向高速分组转发应用的线程亲和缓冲区硬件管理机制,并在网络专用协处理引擎上实现。该机制采用无中断的线程亲和调度策略,将包含控制信息与缓冲区地址信息的描述符和分组数据按照分组处理的线程号链式地对应加载在多个地址连续的共享缓冲区中。基于通用多核和现场可编程门阵列平台进行报文转发测试,实验结果表明,采用线程亲和缓冲区管理机制能使平均报文转发处理性能提升12.4%,有效地降低IO开销和TLB表项失效率。     

基于北斗短报文的远海实时精密单点定位

针对远海精密导航与定位费用高昂的问题,提出利用北斗短报文传输多模全球导航卫星系统的实时服务数据,实现远海实时精密单点定位。为了降低通信成本和硬件成本,本研究对实时服务数据进行简化,弥补了北斗短报文带宽的不足;为了克服北斗短报文频率低的缺点,采取了实时精密星历预报的方法,来获取分钟间隔以外时刻的卫星轨道位置和钟差改正。对基于北斗短报文的远海实时精密单点定位的数据处理过程进行了仿真模拟。后期处理实测海洋观测数据,对定位性能进行测试,可实现水平方向厘米级定位,竖直方向精度为10~20 cm。该方法为低成本的远海实时定位提供了技术参考。     

基于TCP协议的远程控制系统网络时延仿真研究

为了能够在同一网络环境下对远程控制系统进行研究,使用结构数组对网络时延进行了仿真。将数据报的信息存放在与其网络时延相对应的结构数组元素中,在每个采样点系统只使用结构数组相应元素中的信息,实现对网络时延的仿真。在基于时间驱动工作方式的控制系统中,可以采用这样的方法进行网络时延仿真。     

k-ary n-cube中的移动气泡流控策略

在k-ary n-cube网络中,气泡流控是一种有效、实用的死锁避免技术,它不必依赖虚通道就能避免环网中出现的死锁问题。如果流控策略能感知到维度内缓冲区的总体使用情况,就能够更加高效地进行调度,从而提高网络性能。为了避免关键气泡机制引起的阻塞,提出了伪报文协议;结合伪报文协议,设计了移动气泡流控策略,它有效实现了维度内的全局资源感知能力。与局部气泡流控相比,路由器每条输入通道仅设置一个报文缓冲区就可以避免环网中的死锁,即最小资源需求减少了一半。网络模拟结果表明,该机制不会出现永久阻塞;在distribute、hotregion和uniform传输模式中,该机制可以有效提高网络吞吐率20%以上,并且在网络饱和后吞吐率依然维持稳定。     

使用FPGA设计高可靠SpaceWire路由器

为了提高系统的可靠性和可用性,提出一种基于静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory,SRAM）型现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的SpaceWire路由器设计方法。路由器通过系统级三模冗余技术加固,采用基于位流重定位的动态部分刷新技术修复系统中发生的软故障,并提出一种基于工作输入和健康现态的实时状态同步方法,以确保故障模块修复后的状态与其他模块同步。因此,该系统能够进行错误掩蔽和自我修复。在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板ML507上对所提出的路由器系统结构和设计方法进行实现和验证。实验结果表明,路由器的可靠性和可用性显著增加,且系统的实时性很好,能保证路由器在整个工作过程中提供正常服务而不会引起系统功能中断或延迟;位流重定位技术的采用将所需存储空间减少三分之二,同时也降低了原始位流本身故障的可能性。     

结合实时数据产品与北斗短报文的厘米级海洋精密相对定位

针对远海精密定位的广泛需求和传统精密定位服务费用昂贵的问题,提出利用北斗短报文设备传输导航观测数据,结合实时服务数据产品,以实现海洋的低成本厘米级精密相对定位。为了克服短报文传输频率低的缺点,采用融合空间相对定位和精密单点定位两种技术来加密分钟间隔以外的坐标,避免了传统时间基线法加密坐标存在的误差累积现象。分别基于静态和动态海洋观测数据进行仿真实验,结果表明,新方法无论在水平方向还是垂直方向上,都可以实现厘米级定位,且对时间间隔不敏感。