基于国产FPGA的高速SS7信令研究与实现

高速SS7信令是一种在数字通信网中使用的公共信道信令技术,适用于无线和有线的公共交换电话网。现有高速信令解析方案可拓展性相对不足,在实际应用场景中扩展成本巨大,并且大都采用外国平台实现。随着国家信息系统软硬件平台对自主可控要求越来越高,文中提出一种基于国产高云FPGA的高速SS7信令解析方案。信令解析过程包括信令采集模块和信令过滤模块,分别对其进行了详细的介绍,并且解析信令的同时统计系统运行信息。相比现有方案,文中方案采用国产平台实现,满足自主可控要求,并对方案进行了模块化参数化设计,可以很容易地实现不同应用场景的扩展。最终设计实现了8路高速SS7信令的并发处理,经过实网测试验证,达到了预期的目的,并成功投入商用。

命名数据网络中基于节点接收信号强度的移动预测机制

针对命名数据网络应用于无线多跳环境时,节点移动导致转发兴趣包找不到可达下一跳的问题,提出了一种基于移动节点接收信号强度的移动预测机制,该机制重新设计了节点的未决兴趣表,从而可找到全部的上一跳节点,通过邻近节点的信号强度分析节点是否移出链路上下游节点的一跳通信范围,达到预测节点移动的效果。仿真结果表明,在相同环境、相同移动速度的情况下,该方案的预测准确率比隐马尔可夫模型(HMM)移动预测方案提高了4.3%,比估值滤波策略(EFS)移动预测方案提高了11.55%,能够在短时间内有效预测命名数据网络中节点的移动。

基于位置更新与数据转发分离的NEMO优化机制

针对移动网络(NEMO)应用在代理移动IPv6网络(PMIPv6)域中系统总开销较大并且中心锚点可能过载的问题,提出了一种基于位置更新与数据转发分离的移动网络优化机制。该机制引入专门负责位置信息管理的新实体,充分利用架构中各实体上的绑定缓存消息,优化信令流程,实现控制平面和数据平面的有效分离。性能分析结果表明,该方案降低了系统总开销,提升了系统可靠性。

基于时频联合的长PN序列快速捕获算法

针对低信噪比下长周期PN序列捕获中存在的捕获速度慢、捕获效率低等问题,从直接捕获角度出发,提出一种基于时频联合的长PN序列快速捕获算法。首先,对部分频域捕获进行研究,提出了频域分段和频域采样两种频域捕获方案。将部分频域捕获与时域均值捕获算法结合,利用本地均值序列和接收均值序列进行频域采样捕获,有效提高了捕获效率。仿真结果表明,在信噪比-10dB、捕获相位范围221的条件下,该算法捕获速度较时域快速算法提高约15倍,能够较好地适用于低信噪比下长PN序列快速捕获。

嵌套移动网络中基于位置更新的隧道MTU发现机制

针对嵌套移动网络中的最大传输单元(MTU)问题,在分析现有方案不足和网络结构特点的基础上,建立了隧道MTU模型,提出一种基于位置更新的隧道MTU发现机制。该机制在家乡代理存储相互间的路径MTU值,利用路由器通告、绑定更新等信令消息携带MTU信息,在位置更新过程中实现了节点对隧道MTU的快速安全跟踪,并适用于多穴配置和多种路由优化方案。仿真分析表明,相比现有方案,该机制能够降低报文延迟和传输开销,提升带宽利用率。

PMIPv6域中基于扩展信令的网络移动性优化方法

针对PMIPv6域中支持网络移动性存在的总开销过大问题,提出一种基于扩展信令的网络移动性优化方法。利用扩展的信令消息,整合位置更新和转发数据过程,均衡降低了系统的位置开销和隧道开销。性能分析表明,相比传统机制,本方案有效降低了系统总开销。

基于可信列表的改进拜占庭容错算法

为减少实用拜占庭容错(PBFT)算法的通信开销,现有研究主要通过选举方式在保证安全的前提下挑选少量节点参与共识,但其灵活性差、容错率低、资源耗费高。对此,通过建立信用节点列表和信用评价机制,提出一种基于可信列表的改进拜占庭容错算法(CPBFT)。仿真分析表明,较PBFT算法,CPBFT算法不仅能提高节点灵活性和容错率,还降低了约42.74%的通信带宽开销,提升了约3.12%的交易吞吐量,降低了约3.03%的时延,具有一定性能优势。

基于区块链的5G物联网数据共享方案

海量的物联网数据拥有巨大价值,而现有基于云的数据共享机制,面临单点故障、内部泄露等问题,无法确保用户数据的安全共享。为实现高效可信的数据共享,利用区块链技术,提出了基于区块链的5G物联网数据共享方案。该方案首先设计了数据共享框架和数据共享流程;然后基于闪电网络方案,提出了面向物联网数据共享的链下交易机制。实验分析表明,基于区块链的5G物联网数据共享方案具有较强的抗攻击能力;基于闪电网络的交易机制,能够大幅提高交易吞吐量、降低交易时延。

GSM网络接口协议分析

通过对GSM数字移动通信系统的结构、系统中各网络模块单元及其接口间的信令协议进行研究,分析了GSM的各个组成部分的功能和各接口之间的关系,阐述了相关的协议流程。并以一个移动用户作为被叫的完整呼叫流程作为例子,从而给出了GSM系统语音呼叫的完整流程,说明了GSM系统的工作过程。为下一步对GSM系统的升级演进提供了理论依据。