天地一体化卫星网络拓扑场景仿真技术

网络仿真可为天地一体化卫星网络的新技术评测提供有力支撑。面向天地一体化卫星网络拓扑场景固有的异构性、动态性特点,提出一种天地一体化卫星网络拓扑场景仿真技术。设计了面向异构、动态卫星网络拓扑的统一描述模型,以及研究了基于统一描述模型的拓扑自动解析与仿真场景生成方法,提升了仿真场景生成的易用性;从是否时变性的角度出发,设计了面向各类星间链路与星地链路的分类方法,将链路分为时变性和非时变性两种,针对非时变性链路,通过引入链路模型预加载机制,提升了卫星链路的仿真效能以及响应速度;针对链路仿真过程中延时仿真精确度低的问题,设计了链路仿真校正策略,实现了卫星链路高逼真、实时、动态的仿真。构建了多种天地一体化卫星网络场景,实验结果表明：所提出的技术具备高效的卫星网络仿真拓扑的自动生成能力;与现有技术相比,该技术在卫星链路仿真效能与仿真逼真性方面具有明显优势。     

天地一体化信息网络主动防御安全体系研究

针对当前天地一体化信息网络面临的安全问题及主要挑战,提出了天地一体化信息网络主动防御安全体系架构,基于可信、行为安全、情报威胁及智能化态势感知技术,实现了物理安全、接入安全、网络安全、应用安全等层次的主动防御,并提出了相应的应用方式构想,为将来天地一体化信息网络安全的建设提供参考及借鉴。     

基于多尺度虚拟化的卫星终端用户行为仿真

针对天地一体化网络中用户数量多、并发通信高和时变性的特点,基于多尺度虚拟化技术,提出一种模型驱动的分布式卫星终端用户行为仿真方法。采用多尺度虚拟化技术解决仿真逼真性和计算开销间的矛盾,实现卫星终端的大规模仿真。利用模型驱动的设计方法,将理论模拟模型与网络仿真相结合,实现用户行为特征的高逼真仿真。实验结果表明,该方法可以实现100万用户在线、10万并发通话的大规模仿真,且能准确体现用户行为的时变规律。     

面向天地一体化卫星网络的高性能仿真技术

天地一体化网络规模庞大且协议多样,必须构建相应的仿真平台进行严格的评估和验证。针对主流卫星链路仿真逼真度与吞吐量不足的缺点,分别采用动态差分补偿和随机数算法实现卫星链路延时、数据分组丢失率的高逼真仿真;采用高通量路由仿真技术,提升天基骨干网间链路的吞吐量。构建了涵盖6颗天基骨干节点、66颗天基接入节点的天地一体化网络仿真场景,并对卫星链路延时、数据分组丢失率及卫星网络的吞吐量进行测试,相对于传统方法,仿真的卫星链路不仅具有高逼真性,而且具有高通量优势。     

面向天地一体化信息网络的安全验证平台设计

天地一体化网络系统复杂、技术体制多样,其中安全技术涉及系统的各个层面,难以通过单项技术试验来实现系统层面的验证和评估,需要构建具有一定网络规模的验证系统来完成安全技术体系的验证。基于通用开放、可重构的理念,提出了一种天地一体化网络安全验证系统方案,实现密钥管理、安全路由、安全切换、安全隔离、安全传输等安全保障技术的系统验证。     

面向空天地一体化信息网络的边缘计算资源融合管理方法

随着空天地一体化信息网络的建设与发展,无线网络的全球无缝覆盖与泛在的人工智能成为了可能.卫星与无人机作为天基边缘计算节点,辅助地面设备完成各项任务,成为6G网络中的重要应用场景.当前针对卫星、无人机边缘计算的研究处于起步阶段,这些研究在边缘计算服务模式及实际应用方面仍有待进一步深入.单个卫星或无人机的计算能力薄弱,通常难于独立提供较复杂的数据处理服务.现有资源管理算法通常需要多轮博弈才能收敛,难于满足空天地一体化场景中资源管理方法快速收敛的需求.针对以上挑战,本文在天算星座边缘计算服务场景基础上,对空天地一体化网络中天基资源的服务模式进行了分析,提出了组合及聚合两种计算服务融合方式.本文将天基边缘计算资源的管理建模为两阶段的斯坦科尔伯格博弈模型,提出了分布式混合动态迭代算法与分布式分组动态迭代算法,加快了博弈过程的收敛速度.本文基于分布式场景构建了仿真实验,并在典型参数设置下对算法性能进行了分析.仿真实验结果表明：在两种不同服务模式下,本文提出的方法能够使空中边缘计算节点与用户设备获得最大收益;相比近年相关研究,本文所提方法的收敛时间能够缩短60%以上.     

天地一体化网络关键技术研究综述

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地一体化网络面临路由扩展性、传输稳定性等技术挑战.针对天地一体化网络的研究挑战,从网络架构、路由、传输和基于组播的内容分发等方面介绍了国内外的研究现状,并展望了天地一体化网络的发展趋势.     

天地一体化网络中无人机通信链路选择策略研究

本文在研究无人机通信多种信道模型和特征的基础上,提出了一种基于天地一体化网络的无人机通信链路选择策略。该策略通过分析不同飞行环境下无人机通信链路影响因素选择最佳通信链路,解释了无人机系统中不同通信链路的适用场景,并根据所提出的策略,设计了一种多无人机在近地面观测站的编队飞行方式。仿真研究了基于该策略的多无人机编队飞行时通信链路的误码率性能,以及多普勒频移、传输时延和阴影衰落等影响因素。研究结果表明无人机在长时间多场景飞行过程中,根据所提出的策略切换不同的通信链路能够将误码率保持在满足通信需求的水平。     

一种天地一体化智能网络流量模型

针对天地一体化智能网络流量具有长相关,且突发性强的特点,通过对多分形小波模型构造系数分布合理化选取,构建了基于威布尔分布的混合小波网络流量模型(W＿OWM,Weibull of wavelet model).模型结合独立小波模型的长相关描述能力和多重分形模型的短期突发描述能力,选取威布尔分布重构流量,解决了传统多分形小波模型构造系数的分布选取与实际流量分布特性无关的问题,该模型能够准确、有效的描述天地一体化智能网络流量的行为特征.仿真分析表明：W＿OWM重构流量表现了突出的重尾特性,与实际流量的分布特性相似,W＿OWM多分形谱的描述贴合于实际流量多分形谱,更能体现流量的长相关性.     

基于交互式流量回放的用户行为仿真技术

流量回放可为网络靶场提供逼真的流量数据并支持网络新技术验证与安全评测.面向复杂虚拟网络的交互式用户行为仿真需求,设计一种交互式流量链路的用户行为仿真架构.采用基于云平台的分布式流量仿真策略,以实现面向复杂虚拟网络用户的行为仿真多样化和可扩展加载.对交互式流量回放过程中延时修复与补偿策略进行研究,提升交互式用户行为仿真的...     

天地一体化网络认证机制性能定量分析方法

在天地一体化网络中,为保证节点身份的合法性,需要对节点进行接入认证及切换认证。但是,认证机制的实施将会影响网络性能,因此该文对各种认证组合方案的整体性能进行量化分析。建立天地一体化网络认证与节点通信模型,定义了6种认证协议,给出了4种典型的认证组合方案。定义了平均认证时延与平均认证开销两种性能评价指标。给出了单次认证时延、单次认证开销、认证与切换概率的计算方法。在不同接入持续时间及接入到达率条件下,对各种认证组合方案的性能进行了量化分析。     

天地一体化智能网络节点静态处理与缓存策略

天地一体化智能网络中的卫星节点具有计算、存储和传输能力,将内容副本缓存至传输路径上的卫星节点可提高网络缓存收益。针对卫星节点移动导致的路径改变问题,设计基于虚拟位置的卫星节点静态处理机制,先设定卫星的虚拟位置节点,再将内容副本提前向虚拟位置节点同一轨道的后方卫星节点进行缓存。在此基础上,提出基于ProbCache的轻量级分组缓存策略PBP,对路径节点进行分组并划分组内缓存区域,同时按照内容副本流行度阈值实现缓存位置迁移,使得流行度高的内容副本缓存至离请求节点近的区域。实验结果表明,与ProbCache、LCE和LCD等策略相比,PBP策略能有效降低缓存开销及提高内容副本的缓存命中率,具有更好的卫星网络传输性能。     

基于连通图的天地一体化测控通信网络仿真

以GEO,MEO,LEO卫星构建的空间异构网络为对象,结合泛在网络的异构、自组织、自愈和协同等特性,介绍了天地一体化测控通信网络的概念,建立了基于“骨干、接入”模型的多层卫星网络,探索了卫星网络被分割(不连通)情况下的测控通信网络路由技术。最后,通过OPNET仿真软件对CGR(连通图)路由算法、random路由算法和flood路由算法在不同失效节点个数情况下的网络性能进行对比分析,结果表明采用连通图路由算法的网络具有更好的自愈和抗毁能力。     

工业控制网络和信息网络的集成技术

控制网络和信息网络是工业企业网络的2个部分,控制网络和信息网络的集成可实现网络间信息与资源的共享,是企业实现信息化和综合自动化的关键。文章介绍了工业控制网络和信息网络的不同,分析了控制网络和信息网络集成的必要性,阐述了工业控制网络和信息网络集成的几种方式及若干关键问题。     

基于用户行为分析的个人信息检索研究

个人信息检索是指个人计算机上用户搜索个人信息(通常是文档)的过程,与互联网检索相比,个人信息检索能够利用的信息很少,这使得其检索结果的排序更加困难。该文通过考察计算机上的用户行为,对个人信息检索的排序问题进行深入的研究。该文考察的用户行为主要包括用户在检索系统中的查询行为和在计算机上的文件访问行为。该文一方面通过查询行为数据训练出结果排序函数,另一方面通过文件访问行为数据获取文件自身的权重,最后利用统计学习方法结合这两类行为的计算结果。实验结果表明,该文提出的方法好于传统的TFIDF排序方法。     

可信网络中用户行为可信的研究

目前网络安全受到严重的挑战,国际研究表明网络安全正向着网络可信方向发展,未来网络安全是增加行为可信的可信网络,它主要包括服务提供者的可信、网络信息传输的可信和终端用户的可信.通过研究用户的行为信任,不仅可以减少或避免与恶意用户交往,而且因为服务提供者与用户之间建立了互信,从而提高了它们合作完成任务的可能性,降低了因不信任带来的监控和防范等额外开销,所以对用户行为可信的研究不仅可以提高网络的安全性而且也可以提高网络的性能.以可信网络中用户行为可信研究为核心,提出了面向可信网络的用户行为信任的评估、预测与控制架构,包括行为信任的可靠评估;满足不同安全与性能需求的灵活的信任预测;基于信任与风险、利益得失的系统访问博弈决策;基于信任的动态的资源访问控制和以信任预防为主,实时监控为辅的异常行为的监控与防范等.并把这些用户行为可信管理机制进行有效组合,实现了动态控制与静态控制,信任与风险的统一,为可信网络的进一步研究提供基础.