带宽优化的深空快速文件传输协议

针对目前深空文件传输协议可靠传输服务中存在的文件传输时延较长或带宽利用率较低的问题,利用CCSDS文件传输协议(CCSDS file delivery protocol,CFDP)在延迟NAK模式下(deferred NAK)的文件传输时延随协议数据单元(protocol data unit,PDU)长度减小而递减的函数关系,通过优化文件重传阶段的PDU长度,实现高带宽利用率下的文件快速传输. 理论分析和仿真结果表明,在典型的地球-火星通信场景下,本文提出的文件传输协议与CFDP协议相比可以以小于1%的通信带宽为代价缩短文件传输时延约12%,与RSFDP协议相比可以在文件传输时延增加约15%的条件下将通信带宽降低约3%.      

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。     

一种基于跨层设计的简单可靠UDP协议

为了解决TCP(transmission control protocol)和UDP(user datagram protocol)在诸如卫星信道和无线信道等高误码率信道中遇到的问题,提出了一种基于跨层设计的简单可靠UDP协议.通过增加2个字节的包头建立了确认机制和重传机制,保证了数据包的可靠交付;通过增加1个字节的跨层信息,建立了自适应变包长机制,提高了协议效率.分析和仿真结果表明,该协议兼有UDP协议高效和TCP协议保证可靠交付的优点,可以很好地适用于卫星、无线等高误码率信道.     

深空信道模型、中继网络架构和通信传输协议的课题技术总结

研究了空间通信领域中的CCSDS协议和DTN协议,对CCSDS协议栈中的CFDP协议和DTN协议栈中的LTP协议、BP协议进行了深入的分析,提出了基于渗流的深空通信传输协议;完成了火星探测器通信模拟器、火星中继卫星通信模拟器、地面站通信模拟器和地面控制中心通信模拟器的硬件设计;搭建了支持1个火星探测器、3颗火星中继卫星、2个地面站和1个地面控制中心的深空通信演示验证系统。     

基于NAK压缩的可靠组播协议研究

随着组播应用范围的不断扩大,人们对组播的可靠性尤其在应用于不稳定的无线网络时有了更高的要求,提出了基于否定确认(NAK) 的可靠组播传输协议.文章在分析典型的组播网络系统模型的基础上,对基于NAK的可靠组播传输协议进行了改进;通过NS仿真结果证明,改进的协议有效压缩了NAK,减少了所需带宽,增强了系统的实时性和可扩展性,并提高了组播的可靠性.     

CCSDS-TC协议安全技术分析研究

由于空间链路固有的开放性,国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)建立的空间数据系统面临着窃听、篡改、伪装等安全威胁,因此研究CCSDS空间数据系统链路层的安全协议和安全技术十分重要.研究基于CCSDS空间通信系统链路层遥控(Telecommand,TC)协议采用的加密、认证及认证加密等安全技术,分析了TC协议为用户提供的服务,TC使用的协议数据单元和协议执行规程,研究了空间数据链路安全(Space Data Link Security,SDLS)协议为CCSDS链路协议提供的加密、认证和认证加密等安全服务的原理和协议执行规程,并利用OPNET网络仿真平台对使用SDLS协议的TC协议的协议规程进行了实现与仿真,验证了通过SDLS协议将安全技术应用于TC协议的正确性和可行性.结果表明,SDLS协议采用的加密、认证及认证加密等安全技术可以为CCSDS链路层的协议提供安全防护,为真实的空间通信网络的通信安全提供技术支持和重要保障.     

基于FPGA的IP over CCSDS协议中长帧拆分的实现与仿真

在借鉴IP over CCSDS(consultative committee for space data systems)space links等相关建议的基础上,就TCP/IP协议和CCSDS AOS(高级在轨系统)空间数据链路协议之间的转换,提出了一种基于FPGA(field-programmable gate array)的IP over CCSDS协议长帧拆分算法的设计实现方法,并给出了仿真验证结果.     

空间通信中可变长数据帧协议探讨

本文介绍了CCSDS通信协议的结构、主网模型、业务类型及技术特征,研究了CCSDS协议中的两级多路复用机制,即在虚拟信道链路控制（VCLC）子层实现的包信道复用及在虚拟信道存取CVCA）子层实现的虚拟信道复用。     

非对称恶劣信道下自动链路建立协议

自动链路建立(ALE)技术是第三代短波通信(3G)中的一项关键技术,握手过程是自动链路建立技术的一项重要内容。该文分析了3G-ALE异步握手协议在非对称信道下的性能,在此基础上提出了非对称信道下"基于信道先验估计"握手协议,给出了采用此协议的系统建链概率表达式和平均建链时间表达式。在非对称信道下,对采用3G异步握手协议和"基于信道先验估计"握手协议的系统性能进行了仿真比较。结果表明,采用"基于信道先验估计"握手协议可大大提高系统的建链效率。     

非对称恶劣信道下自动链路建立协议

自动链路建立(ALE)技术是第三代短波通信(3G)中的一项关键技术,握手过程是自动链路建立技术的一项重要内容。该文分析了3G-ALE异步握手协议在非对称信道下的性能,在此基础上提出了非对称信道下"基于信道先验估计"握手协议,给出了采用此协议的系统建链概率表达式和平均建链时间表达式。在非对称信道下,对采用3G异步握手协议和"基于信道先验估计"握手协议的系统性能进行了仿真比较。结果表明,采用"基于信道先验估计"握手协议可大大提高系统的建链效率。     

卫星因特网接入TCP/IP协议的改进与发展

因特网的发展对带宽的要求越来越高 ,现有的地面网络远远不能满足用户的需求 ,交互的、高速的、和因特网结合的新一代卫星通信网络是目前研究的热点。该文分析了传输控制协议 (TCP)的运行机制 ,以及它在高延时带宽积和高突发误码率的卫星信道上传输效率低下的原因。按照从链路层到应用层的分类方法 ,对目前提出的众多对 TCP协议改进方案进行了描述 ,并对各种方案的特点作了简单总结。作为地面网络的补充 ,卫星网络已经成为因特网的重要部分 ,针对卫星网络进行的 TCP协议改进也必将成为未来因特网协议的一部分     

多媒体文件传输嵌入式终端接收能力的匹配

提出了一种在网络带宽充足的条件下,能够匹配嵌入式终端接收能力的大型多媒体文件传输协议EMFTP(embedded multimedia file transfer protocol,嵌入式媒体文件传输协议)。该协议是基于UDP的应用层传输协议,采用统一重传的差错恢复策略,并引入了基于带宽探测的递减式加增乘减速率控制算法,在尽可能的降低嵌入式接收端的资源占用前提下,提高数据传输速率。实验表明,与传统的UDT和FTP传输协议相比,EMFTP的数据传输速度分别提高了3%和17%,接收方终端的CPU占用率分别降低50.3%和42.3%,内存占用率降低15%和4%。     

具有星际链路的LEO/MEO卫星网络动态路由协议

针对具有星际链路的LEO/MEO卫星网络,设计了一种具有自主运行能力的卫星网络动态路由协议(SDRP).采用时间离散化的链路状态增量更新的虚拟拓扑路由算法,降低了网络开销.提出的多点转发节点选举算法,提高了路由收敛速度和网络资源利用率.仿真结果表明,卫星网络动态路由协议的路由收敛时间远小于网络稳态保持时间,路由收敛时间是OSPF的1/10,平均协议带宽占用率也大大小于OSPF,可以保证卫星网络的信息可靠传送.     

高速卫星因特网中TCP协议的改进

针对TCP(Transm ission Control Protocol)协议在高速卫星因特网中传输吞吐量低的问题,提出了一种改进TCP快速恢复的算法。该算法根据卫星信道由传输错误造成的分组丢失概率远大于由拥塞造成的分组丢失概率的特点,通过加快窗口的增长速度,避免过早地进入拥塞避免阶段,达到了提高TCP吞吐量的目的。通过NS2软件模拟仿真了高速卫星因特网环境,并对各个TCP版本和改进算法的仿真结果进行了比较和分析。仿真结果表明,改进算法的吞吐量比TCP-SACK提高了约10%,比TCP-Reno提高了约30%。     

卫星网络中基于链路误码率的主动队列管理算法

由于卫星信道特点影响了宽带卫星通信网对终端用户的QoS保证,DiffServ是一种面向类的粗管道IP QoS技术,其简单性和良好的扩展性使其成为卫星网络IP QoS的首选方案。现有DiffServ研究并没有考虑卫星通信网误码率高、星上处理能力受限等因素,如果将其直接应用到卫星通信网中,会使性能下降。基于DRIO算法,结合卫星链路误码率高的特点,提出了适用于卫星IP网络的S-DRIO队列管理算法。该算法降低了误码率相对较高的流的分组丢弃概率,提高了占有带宽。理论分析和仿真实验表明,在信道误码率较高的卫星链路中,该算法能够更好地保证流之间的公平性。     

使用vb．net开发FTP客户端应用程序

开发网络应用程序时，通常会碰到文件传输的问题。首先介绍FTP文件传输协议的原理和工作的机制。然后简要介绍开发FTP客户端应用程序的一些详细的步骤(如何建立文件传输的数据连接过程)并提供了一个完整的VB．NET实现的文件传输程序模块，以此来演示使用VB．NET开发FTP客户端应用程序的一些具体细节。     

OFDM系统中基于跨层的TCP性能增强技术

针对高误码率及高中断率对无线TCP(Transport Control Protocol)的影响,提出了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统跨层TCP增强技术CLTCP(Cross-Layer TCP)。CLTCP利用链路级恢复和TCP冻结技术,提高了无线TCP性能;对于出错的无线帧,链路层能给予有限次的重传,以屏蔽TCP层对高误码率的感知;同时,为了保证出错帧在有限重传次数内被正确递交对端,链路层联合物理层采用自适应调制编码技术来提高重传帧的可靠性。对于无线链路长时间断连,CLTCP利用TCP源端冻结技术冻结RTO(Retransmission Time Out)值,以避免数据包连续超时造成的极大RTO,由此保证无线链路恢复连接后,TCP层能及时恢复工作。通过NS2(Network Semulation 2)软件仿真了多种无线TCP增强技术,并对仿真结果进行了比较和分析。仿真结果表明,CLTCP的吞吐量较Snoop技术最多可提升33%,并同时节省约38%的带宽。     

分布式存储系统中文件传输优化的设计与实现

针对在基于FTP的传统文件传输系统中 ,批量小文件和大文件的传输效率很低的问题 ,研究了不同类型文件传输任务的优化方法 ,提出了文件的自适应传输策略 :对小文件的传输采用通道复用技术 ,对大文件的传输则采用并行传输 .以此为基础设计和实现了GDSS(广域网分布式存储系统 )的文件传输系统 .研究结果表明 ,广域网分布式存储系统中 ,批量小文件传输性能明显优于传统FTP ,而对于大文件的传输 ,由于采用分片并行的传输方式 ,其性能也比标准FTP的要好 .     

基于LAMMPS系统的集群运算系统架构

为解决分子动力学计算系统LAMMPS(Large scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)运算数据量大、不易控制的问题,应用云计算方法,设计了智能化、高效化的集群LAMMPS运算系统架构。该架构将FTP(File Transfer Protocol)存储技术、UDP(User Datagram Protocol)快速网络传输、LAMMPS分子动力学计算技术相结合,降低了运算过程中的人工干预,提高了分子模型处理效率,并为分子级别物理、化学的计算机仿真研究提供了新的集群化解决方案。     

基于区域时变聚类采样机制的物联网 大数据传输算法

为解决传统物联网大数据传输算法存在的网络链路抖动频繁、传输能力受限以及传输误码率大的不足,提出了一种基于区域时变聚类采样机制的物联网大数据传输算法。首先,根据物联网信号发射中常用的LTE-5G信号特性,采取分信道传输及抽样过滤技术来实现数据传输过程中的正交化,消除节点间因信号频率相似而导致的干涉现象,提高网络数据传输效率;随后,几何聚类机制与能量-阈值映射裁决方法,构建了稳定聚类采样方法,利用功率最佳及能量最佳的方式来实现传输节点的筛选,强化传输链路的稳定性能,降低因链路抖动而导致误码的风险。仿真实验结果表明:与常见的超高斯频率漂移传输提升机制(Transmission Mechanism of Super Gauss Frequency Drift Transmission, SGFD-T机制)及拉普拉斯信道滤波传输机制Laplasse Channel Filtering Transmission Mechanism,LCF-T机制)相比,所提算法具有更大的上传带宽和更低的数据采集错误率与误码率。