基于零和微分博弈的航天器编队通信链路故障容错控制

针对可能由不确定干扰和网络攻击引起的通信链路故障的航天器编队控制系统,提出一种基于零和微分博弈的最优容错控制方法.该方法通过构建描述编队协同控制的性能函数,将通信链路故障容错控制问题等效转换为零和微分博弈模型.采用Hamilton-Jacobi-Isaacs(HJI)方程和极小极大原则设计博弈中的优化解,并利用自适应动态规划算法对其进行在线逼近,以获得编队的最优容错控制策略,保证航天器通信链路故障下的在轨稳定性和最优性能.仿真结果表明了本文设计的分布式最优容错控制律的有效性.

基于高斯混合模型的物联网通信链路异常检测

物联网涉及各种类型的设备、传感器和通信技术,链路异常的表现也各不相同,对于链路异常检测带来了挑战,为了精准地检测出移动物联网通信链路异常,提高通信质量,提出一种基于高斯混合模型的物联网通信链路异常检测方法。通过离散小波变换中的Mallat分解算法对移动物联网通信链路接收到的信号矢量展开小波分解,重构通信链路信号,并对重构后链路信号中的干扰部分展开白化处理,实现移动物联网通信链路干扰抑制。构建高斯混合模型,通过EM算法对高斯混合模型展开参数估计,利用完成参数估计后的模型展开移动物联网通信链路异常检测。实验结果表明,所提方法可以有效抑制通信过程中的干扰,同时还可以得到高准确率和高效率的通信链路异常检测结果。

基于最优通信链路选择的跨域通信浮标系统

现有海洋浮标通信方式单一、可靠性低、丢包率高且实时性差,无法满足海洋数据大量采集与跨域通信的需求。为了进一步加强海洋全域互联互通建设,以多源通信为核心,文中设计并制作了一种跨域通信浮标系统,该系统可完成多种通信方式的切换、多源信息采集与多链路实时跨域通信。针对该系统设计了一种最优通信链路选择算法,根据各通信模块实时信号质量进行最优通信链路的选择,以提高通信的可靠性,同时关闭信号质量较差的通信模块,减少同时使用多种通信手段可能出现的系统通信大量冗余与功耗增加的问题。试验结果表明,该系统实现了水上与水下数据的跨域传输,多源通信设计切实可行,各通信链路稳定可靠,综合通信成功率达99%以上,为海洋全域观测网和通信网的建设提供了参考。

基于“应急救援数字化战场”平台的融合通信链路设计

为应对日益纷繁复杂的各类灾害,集融合通信系统、图像分析系统、指挥调度系统等于一体的“应急救援数字化战场”平台应运而生。本文分析了实际救援行动中存在的通信保障问题,依照现有消防救援相关法律法规及规范,结合通信技术提出解决方式、制定融合通信系统链路架设方案,验证了应急通信保障实战演练方案的可行性、成效性。通过层次划分融合通信系统链路,为消防救援队伍快速搭建灾害现场通信网络布设提供指引,实现基于平台的多源信息实时传输与分析、各层级单位间资源共享集约,科学迅捷化开展指挥研判、救援行动与灾害处置。

基于大数据技术的5G通信链路故障检测方法

由于5G网络具有更多的组件和更多的节点,故障检测方法需要处理大量的数据,导致故障检测结果较差。为此,基于大数据技术,开展5G通信链路故障检测方法研究。建立与5G通信网络中失效信息相关联的特征矩阵,将特征矩阵进行线性相关合成,实现5G通信链路中节点阻塞故障数据的采集与处理;利用大数据技术,模拟5G链路在通信过程中的逻辑判断与推理过程,引进逻辑判断中的径向基函数,通过大数据技术,提取5G通信链路中的故障信号特征;设定5G通信链路层级,根据不同层级中节点的分布状态,实现5G通信链路阻塞区段的识别与故障区域的定位。实验结果表明:设计方法可以确保检测结果与真实结果具有高度一致性,以此实现对5G通信链路故障的精准检测。

基于双余度通信链路的无人机地面控制系统设计与实现

为解决遥控指令和通信链路受到电磁干扰导致无人机失控的问题,设计了具有容错能力的地面控制系统。该系统主要由控制板、遥控器、双余度遥控器接收机、双余度数传电台、按钮及上位机组成。控制板对双遥控器接收机的数据进行容错处理,再与按钮、上位机的数据融合为遥控数据,通过双余度数传电台发送给无人机。无人机的遥测数据通过双余度数传电台和控制板转发给上位机。控制板判断各通信链路的连接和干扰情况,通过链路切换实现双余度容错。实验结果表明该系统能够提高通信链路和遥控器指令的可靠性。

复杂环境中海上通信局部通信链路中断预测

由于海上环境复杂且易受到日凌现象的影响,通信链路容易中断。为了及时恢复正常通信,提出复杂环境中海上通信局部通信链路中断预测方法。分析复杂环境中海上局部通信链路中断原因,构建基于波浪滑翔器的通信链路中断预测框架,在该框架中计算波浪滑翔器链路中断回波时间,确定中断回波信号所在的位置,从而得到海上通信局部通信链路中断预测结果。由实验结果可知,该方法预测在暴雨环境的1.0~1.3 s、2.0~2.7 s、暴风环境的2.0~2.5 s出现接收信号丢失情况,与实际情况一致,说明该方法的预测结果精准。

电能表信息采集终端通信链路拥塞安全自动控制

电能表信息采集终端通信数据量较大,使得通信链路拥塞情况发生概率不断上升,为实现通信链路负载均衡以及数据传输安全,研究电能表信息采集终端通信链路拥塞安全自动控制方法。以链路瓶颈带宽、链路信息传输时延不超过限值,网络资源占有率与链路使用率方差最少构建链路拥塞自动控制目标函数,利用入侵杂草算法求解该模型,输出链路拥塞自动控制方案。在此基础上,引入条件随机场模型实现电能表信息加密式安全传输,完成链路拥塞安全自动控制。实验结果表明,所提方法应用下链路瓶颈带宽、链路信息传输时延均小于限值,网络资源占有率与链路使用率方差均有所下降,能够隐藏电能表信息原始数据特征,保证通信链路负载均衡和数据传输安全。

海量节点即时通信链路超混沌加密仿真

在海量节点环境中,网络拥塞风险因节点众多和数据传输需求大而增加,导致数据包传输产生延迟累积效应,导致数据包顺序混乱,使得数据在链路上无序流动,威胁链路密文加密的安全性。为此,提出海量节点即时通信链路超混沌加密算法研究。基于NTP原理对海量通信节点实施时钟同步校准,确保数据在加密链路上的有序流动,为后续加密同步性提供保障。结合相位分析法与混沌矩阵生成通信链路内的数据传输密钥,进一步优化密钥生成与加密过程的独立性,利用基于Logistics映射的超混沌算法,对已生成的密文实施加密编码,使得加密后的密文更难被破解,从而增强了加密系统的整体安全性。实验表明,利用所提方法实现的通信链路超混沌加密,具备较强的抗雪崩性,整体安全性更高,能够为海量节点即时通信提供强有力的安全保障。

基于流量特征的电力物联终端通信链路故障检测方法

随着我国物联网和智能电网的发展,保障电力物联终端链路的稳定性和安全性是电力物联网安全不可或缺的一部分。文章针对电力物联网终端可能出现的电力通信网络稳定性不够、电力传输的质量不佳和结构管理难度系数大等问题,提出基于流量特征的电力物联终端通信链路故障检测方法,以期提高故障检测及时性,帮助工作人员发现并检测各种网络威胁和攻击,提高电力物联终端通信链路的安全防护水平。

激光通信链路可靠性的置信区间预测研究

通信链路可靠性的精准预测是确保激光通信链路选择的关键,为此研究激光通信链路可靠性的置信区间预测方法,提高通信链路的可用性和服务质量。以激光通信链路信噪比,为激光通信链路可靠性特征;通过小波分解算法,分解激光通信链路信噪比序列,获取噪声序列与平稳序列;在极限学习机内,输入平稳序列,预测下一时刻激光通信链路信噪比的平稳序列;求解噪声序列的标准差序列,并输入极限学习机内,预测下一时刻激光通信链路信噪比的噪声序列;依据高斯分布累积分布函数,结合下一时刻平稳序列与噪声序列预测结果,确定激光通信链路可靠性的置信区间,完成激光通信链路可靠性的置信区间预测。实验证明:该方法分解获取的噪声序列主要集中在±6 dBm之间,预测结果与实际置信区间的上下界误差最大仅为1.1 sBm,具有实用性。

基于子波变换的相干光通信链路窄带干扰信号辨识研究

光通信链路上除了窄带干扰信号外,还存在其他噪声干扰源,这些噪声信号可能会掩盖或干扰窄带干扰信号的特征,增加了辨识的困难,为此提出基于子波变换的相干光通信链路窄带干扰信号辨识方法。通过光通信链路函数获取光通信信号,并对采集到的信号展开子波变换处理,去除信号噪声的同时保证通信信号质量。根据干扰类型建立干扰信号的专家知识图谱,利用卷积神经网络构建干扰信号辨识模型,将子波变换处理后的通信信号输入干扰信号辨识模型中开展特征提取,并根据提取特征结合专家知识图谱判断信号属于窄带干扰信号的概率,从而完成光通信链路窄带干扰信号的精准辨识。实验结果表明,利用该方法开展光通信链路窄带干扰信号辨识时,辨识精度高、辨识性能好,具有较高的实际应用价值。

噪声条件下以太网通信链路干扰抑制方法

为了避免信号在以太网通信链路传输过程中受到噪声干扰,提高通信质量,提出噪声条件下以太网通信链路干扰抑制方法。采用CEEMD算法对链路信号展开分解,计算固有模态分量的排序熵,根据排序熵大小去除信号中存在的噪声,完成链路信号的去噪处理;基于去噪结果进一步提取以太网通信链路的干扰信号,采用干扰抑制合并方法建立以太网通信链路的干扰抑制目标函数,在LCMV准则的基础上求解目标函数,实现通信链路的干扰抑制。实验结果表明,所提方法的去噪能力较好,信号采集精度高,干扰抑制效果较好,能够有效提升通信质量。

基于BP神经网络的高密度5G通信链路负载均衡性测试系统研究

5G通信网络具有高并发性和低延迟的特点,且网络中涉及大量的设备,包括基站、天线、中继器等。在高密度场景下,大量用户设备同时连接到基站,导致网络容量需求大大增加,会使得某些链路资源不足而其他链路资源过剩,进而产生负载失衡和链路阻塞问题;为此,设计一种基于BP神经网络的高密度5G通信链路负载均衡性测试系统;搭建通信链路负载均衡性测试框架,设计控制器、流量监测器、网络处理器,完成系统硬件设计;构建通信链路信道传输模型,计算链路负载,应用流量监测器、网络处理器获取通信链路历史负载数值,采用BP神经网络预测下一时刻通信链路负载数值,将适应度函数和链路实际负载能力结合,当负载不均衡程度达到最小化时结束神经网络训练,获取通信链路负载均衡性测试最佳方案,从而实现高密度5G通信链路负载均衡;实验数据显示,在不同实验工况背景下,设计系统应用后获得Jain氏公平性均衡指数最大值为0.95,通信链路阻塞率最小值为5%,网络吞吐量在12~18 Gbps之间。

全通信链路分配下的智能变电站安全光纤在线监测方法

现阶段应用于智能变电站的安全光纤在线监测方法,存在监测误差过大问题,原因在于智能变电站通信网络的链路拓扑结构与电路分布结构之间存在异步结构信息不对称,对应位置节点的状态服务不能按照配置参量回传,造成实际链路状态服务中断,而映射判定信息由于链路时延造成其链路重要度降低,进而出现监测结果的偏差。为此,提出方法中采用全通信链路分配的优化方案,通过定义全通信链路分配下智能变电站安全光纤节点状态编码规则、变电站安全节点服务在线链路重要度计算、全通信链路分配下的智能变电站安全光纤在线监测结果输出三部分,实现对其全局判别参量的优化。实验结果表明,其具备提升在线监测精准度的能力,且相比传统方法具有更好的鲁棒性。

高校校园光纤通信链路防篡改攻击方法

针对现有防御保护方法在高校校园光纤通信链路中应用存在防御节点设置误差大,无法有效保护受篡改攻击通信链路传输安全性的问题,开展高校校园光纤通信链路防篡改攻击方法设计研究。建立高校校园光纤通信链路篡改攻击检测模型,对通信传输链路的篡改攻击检测;设立防御通信节点的位置,对防御通信节点身份信息认证,确定篡改攻击防御通信节点;利用防御通信网络节点,实现对光纤通信链路篡改攻击的保护。通过实例证明,新的方法可以有效降低防御通信节点设置误差,促进光纤通信链路安全性提升。

基于SINR的气象卫星通信链路干扰处理方法

为降低气象卫星地面接收通信过程中噪声的影响,引进信干噪比(SINR),开展气象卫星地面接收通信链路干扰处理方法的设计研究。分析地面接收站通信受干扰条件下可承受的干扰余量,计算气象卫星地面接收通信链路干扰保护限值;在排除通信链路中环境噪声影响的基础上,引进SINR,进行低延迟通信链路调度设计;引进判决反馈均衡算法,利用判决信号之前的信号,消除反向的码间干扰,实现对通信链路自适应干扰消除的均衡处理。在测试环境中搭建气象卫星地面接收通信空间,将通信链路部署在一个指定区域中,进行气象卫星地面接收通信过程的仿真与模拟。实验结果表明:设计的干扰处理方法应用效果良好,该方法可以实现对链路通信中携带噪声的处理,以此种方式可排除气象卫星通信中相关因素的影响,提高链路通信质量。

基于流量特征的电力物联终端通信链路故障检测系统

随着网联网技术的广泛应用,电力物联网终端的通信链路稳定性对于整个电网的可靠运行至关重要。文章针对现有电力通信网络可能遇到的稳定性差、数据传输质量低、结构管理复杂等问题,提出一种基于流量特征的故障检测系统。该系统能够有效识别和定位通信链路中的故障,从而提升电力物联网终端的通信安全性和可靠性。

在轨运行热环境下的天线镜面热变形对空地激光通信链路的影响

针对光学天线镜面热变形对空地激光通信链路性能产生影响的问题进行了理论和仿真分析。采用ANSYS有限元分析软件仿真得到的结果表明:低轨卫星在轨运行热环境条件下,采用潜望式结构且暴露在卫星舱外的光学天线反射镜镜面热变形将导致天线镜面法向偏转,其偏转量在不能释放热应力条件下可达几十μrad量级,经其传输的光束将产生较大的指向偏差;对所提出的释放热应力效果较好的天线镜体安装方式进行的相应分析表明:镜面变形受到镜体固定方式的影响非常大,在一定的参数条件下,和压板法固定方式相比较,压圈固定方式受到热变形影响形成的法向角度偏转较小。

空-地激光通信链路波长选择因素分析

空 -地激光通信链路波长选择主要和通信传输所使用的大气随机信道、光束跟踪、捕获、瞄准 (Acquisition,Pointing and Tracking— APT)子系统 ,通信子系统及接收、发射系统采用的主要光电器件等因素有关。本文对影响空 -地激光通信链路波长选择的因素进行了分析 ,并根据上述影响因素开展了对通信波长的研究 ,促进了空 -地激光通信系统的总体设计工作。