天地一体化网络域内路由协议OSPF+

建设天地一体化网络是中国的一项重要工程。在空间网络中引入IP协议族及相关路由技术能充分发挥互联网的长处,更加快速和高效地实现多网融合。然而,空间网络的特殊性使得传统互联网的路由技术不能直接被使用。该文提出一种基于传统域内路由协议OSPF的天地一体化网络域内路由协议OSPF+,利用卫星运动轨迹可以预先计算的规律,引入拓扑预测,结合扩展的邻居状态机来优化链路状态数据库的同步,在空间网络自治系统中实现低开销、高稳定性的自适应动态路由。模拟实验结果表明:OSPF+能在约1s的时间内快速完成路由收敛,且达到98%以上的稳定性。     

我国天地一体化航天互联网构想

地面互联网技术的快速发展以及航天任务的复杂性不断提高，产生了将互联网扩展到空间、建立天地一体化航天互联网的强烈需求，并提供了实现的技术可能性。探讨了我国航天任务中存在的不同卫星天地协议不统一、航天任务数据不能共享、资源综合利用率低等问题，分析了对未来任务的需求，阐述了建设我国天地一体化航天互联网的重要意义；介绍了国外航天互联网发展状况；提出了我国天地一体化航天互联网的总体目标、组成、网络体系结构及网络协议的初步构想；分析了需要突破的关键技术；最后提出了发展步骤建议。     

空间骨干网络体系架构与关键技术研究

空间骨干网络是由天、空、地中大型骨干节点组成的综合性一体化网络,是构建空间信息网络的核心支撑。在介绍了欧美关于空间信息网络研究现状的基础上,分析了空间骨干网络的相关特性和总体需求,提出了整个网络的体系架构和协议框架;该网络可划分为天基、空基和地基骨干网络3部分,各层以IP技术为基本协议架构,通过星间、星空、星地、空空、空地和地面链路实现互联互通;重点研究了基于多层卫星网络的天基骨干网络以及基于无线Mesh的空基骨干网络;最后,探讨了空间骨干网络的组网结构、路由协议、数据传输、异构兼容、网络管理等多项关键技术。对未来空间骨干网络构建具有一定的参考意义。     

天地一体化信息网络域间路由协议NTD-BGP

天地一体化信息网络是中国"科技创新2030"的重要项目,也是未来互联网发展的重点方向。域间路由协议是实现天地一体化信息网络中各类卫星网络与现有地面网络有效融合的关键,然而,卫星网络具有网络拓扑高动态的特性,使得现有域间路由协议的部署面临巨大挑战。该文在现有普遍应用的域间路由协议BGP(border gateway protocol)的基础上,提出了一种网络拓扑解耦的边界网关协议NTDBGP。NTD-BGP引入独立于物理拓扑变化的域间邻居发现机制和主动路由更新模块,结合卫星运动的可预测特性,解耦网络拓扑与域间邻居关系和路由更新之间的映射关系,实现低开销、高稳定的域间路由。试验结果表明:NTDBGP在维持域间邻居关系、减少路由更新时间以及保持网络稳定性等方面明显优于传统BGP。     

基于天地一体化网络架构的临近空间接入网协议设计与研究

天地一体化网络是一个天、空、地多种网络组成的复杂异构网络,其中临近空间飞行器具有灵活性强、载荷大、运营维护成本低、滞空时间长等特点,是天地一体化网络中不可或缺的一部分.但在当前主流网络架构设计中,对临近空间飞行器研究定位不足,也没有结合应用对其协议架构进行针对性分析.提出了一种基于天地一体化网络体系架构的临近空间接入网,可以根据需要在热点区域或应急情况下临时布设,具有很大灵活性,能作为卫星系统的有效补充.给出了分层自治域网络模型,分析了临近空间接入网典型应用,从实际应用需求出发对网络层、数据链路层和物理层进行了协议设计.网络层采用分层结构网络,通过网络分群,可以最优化网络资源利用,实现动态组网.数据链路层结合物理层进行一体化设计,将信道划分成两部分,分别采用SPMA(Statistical Priority-Based Multiple Access)协议和DTDMA(Dynamic Time Division Multiple Access)协议,保证不同业务的QoS(Quality of Service)需求.     

天地一体化信息网络的体系结构与协议分析

天地一体化信息网络(space-ground integrated information network,SGIIN)作为未来信息获取、分发、传输和应用的核心基础设施,将对国民经济和社会发展起到非常大的作用.一体化网络的运行环境复杂和应用多样性,对一体化网络的网络架构和协议体系提出了重大挑战.在分析天地一体化网络特点的基础上,提出了两级组网体系,将一体化网络分为一级骨干网和二级接入网,给出了相应的体系架构.比较了不同的传输协议在空间环境下(如长时延、链路误码率高等特点)的性能,给出了量化分析结果;其次,在高度相同的卫星网络场景下,按照卫星网络传输任务的特点,分别从数据包转发、系统复杂度以及可移植性3个方面对不同的卫星网络路由算法进行性能分析.仿真和分析结果表明,基于CCSDS(consultative committee for space data systems)的协议体系可以作为未来天地一体化网络骨干网络的协议体系.     

基于UDP的空地一体化网络域间路由实现

空地一体化网络场景下,传统基于TCP的域间路由协议BGP难以满足空地一体化网络拓扑结构频繁变化、邻居连接需要快速建立的要求。通过审视空地一体化网络中地面网络之间快速建立BGP邻居连接的需求,实现了一种基于UDP传输的域间路由协议BGP-U(border gateway protocol based on UDP)。针对空地一体化网络设计了BGP-U状态机,采用UDP实现了BGP-U,给出了BGP-U的请求端和服务端实现关键数据结构和邻居关系交互流程。实验仿真表明,采用UDP的BGP-U有利于大规模地面网络邻居关系的快速建立,有着更好的并发响应性能。     

卫星星座网络中SIGMA与MIPv6移动性管理协议

为了满足卫星网络与地面互联网相互融合的发展需求,卫星网络中应该支持基于IP的移动性管理协议。无缝IP分集通用移动性结构(SIGMA)与移动IPv6(MIPv6)是地面网络分别基于传输层和网络层的典型移动性解决方案。该文在卫星作为路由器的情况下,阐述了SIGMA与MIPv6在低轨卫星星座网络中的工作流程。分析模型和仿真结果表明,SIGMA协议具有较低的移动管理开销。     

适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议

为解决地面网络化弹药MAC协议对弹药网络的功耗和传输时延的重大影响.提出了一种适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议.结合基于竞争和分配的协议特点,根据传输时间估计和业务量选择不同的接入方式,避免了碰撞和信道浪费;通过时隙复用降低端到端时延;通过无关节点睡眠降低占空比和网络功耗.仿真表明,与传统的基于竞争机制和基于TDMA机制的协议相比,该协议在吞吐量、端到端时延和功耗等方面均具有较好的性能.      

天地一体化网络节点的移动认证协议设计

针对天地一体化网络节点的高速移动和频繁跨域问题,该文基于公钥基础设施框架设计了一套移动认证协议.该协议以公钥密码算法为基础,实现了相邻节点间的匿名认证;利用门限理论将私钥分量分配给n个节点,实现多节点协作认证和权限的动态回收;结合分布式认证与链式认证,实现了分布式的公钥基础设计,为节点高速移动提供了认证基础.该协议体系无中心、自适应、可追踪,符合天地一体化网络的无中心和节点对等等特性.实验表明,与传统的分布式认证相比,该体系具有更强的认证成功率和安全性.     

分层异构移动云接入架构研究

围绕如何解决目前宽带无线移动通信网接入的功能瓶颈,以解决日益增长的应用需求与有限无线资源间的矛盾,提出一种新型的以异构间网络垂直分层、同构网络水平形成移动云为核心思想的分层异构移动云接入网架构。研究多天线增强的新型接入控制理论、动态移动云内(间)自适应协作通信机制、基于新型接入架构干扰协调避免机制以及业务普适的动态接入机理等,从根本上突破传统无线接入网的能力瓶颈,实现灵活有效可靠的异构网络无线接入,为未来网络信息传输架构设计和研究提供可靠的理论基础与依据。     

网络不良信息监督管理对策研究

随着互联网和移动通信网络的快速发展,不良信息充斥网络空间,带来了严重的影响。从分析网络不良信息种类和传播途径入手,尝试针对性地从宏观的立法层面、中观的管理层面和微观的技术层面,提出完善网络不良信息监管体系的建议。     

星地融合网络中的流量卸载研究

卫星网络与地面网络融合,可以拓展网络覆盖范围、提高网络灵活性以及提升网络资源利用率.针对地面网络流量激增带来的网络拥塞、传输时延长、数据吞吐量低等问题,从网络架构、流量卸载方案、流量卸载决策等3个方面对星地融合网络中的流量卸载进行了研究.从网络架构来看,未来通信网络正逐渐走向卫星网络和地面网络融合的一体化网络;从流量卸载方案来看,星地融合网络中流量卸载的关键技术主要包括软件定义网络、网络功能虚拟化、移动边缘计算以及星间链路协作;从流量卸载决策策略来看,分别基于时延、能耗和吞吐量分析归纳总结了几种主流流量卸载决策策略;指出了星地融合网络中流量卸载研究存在的主要挑战及下一步的潜在研究方向.     

移动IP和自组网的集成

通常移动主机只能获得和它们直接相连(在一跳范围内)的接入点的服务，为此提出一种将无线接入点的服务范围扩展到多个自组网的新方法，每一个自组网都是一个Internet子网．阐述了这种网络的体系结构，列举了各种通信场景，分析了如何修改移动IP和自组网路由协议以支持这种体系结构．给出了一种linux实现的系统架构．     

卫星综合信息网的研究

航天技术、通信技术、和卫星技术的发展,使卫星综合信息网的建立成为可能·以星座模式为核心的网络结构渐渐成熟·卫星综合信息网是由太空中不同轨道和功能的卫星互联成网,通过太空和地面的网关联结到地面的互联网络而组成·提出了一种卫星综合信息网的概念,分析了结构和功能的特点,研究了网络结构体系和积极的网络管理,得到了卫星综合信息网的总体性能的模型     

端到端的通信网综合网络管理系统

设备供应商提供的网元管理系统或子网管系统之间相互独立,不能共享各种配置和故障告警信息,给网络运维带来了诸多困难.本文面向通信业务,设计实现了一个端到端的通信网综合管理系统(E2INMS).E2INMS基于一个分层的体系架构,实现了全网拓扑管理、业务路由管理和端到端故障管理等一系列业务管理功能.该系统已经应用在朔黄铁路通信网的管理中.     

一种新型多层卫星星座组网设计

随着空间技术需求的不断增多,传统的单层卫星星座组网模式,由于其结构简单,在未来空间技术的发展中受到限制.近年来,采用多层卫星进行星座组网受到业界的普遍关注.鉴于多层卫星星座模型的优点,设计了一种新的基于GEO/MEO/LEO的三层卫星星座模型.本模型充分结合高、中、低轨道各自的优势,以尽量少的卫星数量实现了对地球的全面覆盖,较之传统单层模型更为立体化.最后,通过STK和MATLAB对所提出的多层卫星星座组网模型进行了数字化仿真,从星间链路的长度、链路通信俯仰角以及方位角等方面进行了对比和分析,验证了本模型的合理性和有效性.     

网络体系结构与网络难题的解决方案

当前计算机网络难题可以分成服务提供、资源控制和用户管理三种类型,这些难题主要是源于传统网络体系结构的制约。本文分析了传统的因特网体系结构的限制,评价了主动网体系结构和电信信息联网体系结构（ＴＩＮＡ）解决现有网络难题的能力,为了解决这些网络难题,必须发展传统因特网体系结构。虽然主动网和ＴＩＮＡ网络体系结构并不完整,但是它们提出了２种具有代表性的网络系结构。虽然主动网和ＴＩＮＡ网络体系结构并不完整,但     

基于绿色网络理念的LTE网络架构规划

随着移动通信从3G向LTE的演进,在一定时期内2G/3G网络和LTE将长期并存,数量庞大的基站使移动通信成为信息与通信行业能耗的重点。建设低功耗的绿色LTE网络,是全社会对移动通信的期望和要求。本文从网络架构规划的角度论述了LTE绿色网络规划方法。在网络规划中采用中继技术、分布式基站、微小区基站,全IP扁平化网络架构等方法和技术,能够增强网络覆盖和容量,降低移动网络对机房、空调和电源设备等配套设施的要求,从而能够有效地降低工程建设成本,减少网络能耗。     

面向5G协作通信系统的资源分配技术综述

随着物联网技术的发展和移动设备的爆炸性增长,无线网络呈现出异构化、超密集等特性。协作通信具有可提高系统容量和覆盖范围的特点,被广泛应用于5G移动通信网络中。从中继选择、转发方式和收发机增益等不同角度对中继网络模型进行分析;介绍了5G协作通信系统下的网络模型,如非正交多址接入网络、大规模多输入多输出网络、超密集异构网络和设备间通信网络等,并对不同网络模型下的应用场景进行阐述;对5G协作通信系统的资源分配优化模型和中继选择算法进行了类比分析与总结;提出了基于中继协作的5G通信系统网络中尚存的问题,并在此基础上对未来研究方向进行了展望。