美国“天基自适应通信节点”项目进展及启示

2022年8月,美国国防高级研究计划局(DARPA)“天基自适应通信节点”(Space-BACN)项目进入技术验证阶段,开始进行硬件风险降低验证和软件设计仿真。该项目研究构建星间光通信链路,连接低轨异构军民商及盟国卫星系统,形成跨系统的天基信息传输网络,以加速数据回传与融合共享,提升太空系统弹性抗毁能力,高效支撑美军联合全域作战。

ACT-BFT:自适应通信拓扑的拜占庭容错共识机制

共识机制研究如何在分布式的节点中达成数据的一致性,作为区块链中的核心技术,直接影响着区块链系统的性能。拜占庭容错类共识机制是当前主流的联盟链共识算法,但存在着记账节点选取安全性差和通信的时间复杂度过高的问题。针对上述问题,提出一种基于BP神经网络的节点信誉值评估机制,通过训练优化节点信誉值评价指标的权重,更为精确地得到节点信誉值。根据信誉值来挑选记账节点,提高共识效率和减小恶意节点成为记账节点的风险,提高共识的安全性。设计了一种自适应的树型通信拓扑结构,根据节点信誉值的信息熵自适应调整树型结构的叉度,减小传统P2P拓扑结构中的通信的时间复杂度,自由叉度结构增加了通信结构的可扩展性并减小了节点作恶带来的负面影响。通过大量的实验分析验证了提出算法的有效性,在区块链网络中节点数增加到500时,该算法的吞吐量为相似方法的3倍,时延仅为1/7。同时在记账节点连续切换和节点作恶情况下,该算法的吞吐量稳定,并能有效降低节点作恶带来的影响。算法具有较高的吞吐量、低时延和高安全性,适用于在分布式系统中进行共识。

高性能RTI自适应通信机制研究

为了提高HLA仿真系统在高性能计算平台上的运行性能,针对高性能计算平台的高性能层次式通信环境,提出了一种共享内存/IB/以太网自适应RTI通信机制———SACM机制,该机制能够根据通信双方所在节点的网络拓扑信息,自适应建立延迟最小的通信连接,实现共享内存、IB等高速互连及以太网互连的自适应选择。同时在该通信机制中,针对节点内高速共享内存通信需求,提出了一种面向多盟员互连的共享内存通信算法,有效提高了节点内盟员通信效率。对象属性值更新延迟测试结果表明,该通信机制可以有效提高RTI在高性能计算平台的通信性能。

基于自适应通信拓扑的无人机集群弱路径约束下的分布式控制器设计

针对传统无人机集群飞行控制需要规划过多飞行路径的问题,设计一种结合线性二次型调节器(LQR)与机间防撞的分布式协同控制器,不需要为集群设计相对构型,只需给定一条满足无人机动力学约束的飞行路径,集群就可沿路径飞行。该控制器通过设计自适应通信拓扑来稳定加入机间防撞机制带来的抖振效应,并使集群具有良好可扩展性。仿真结果表明,所设计的分布式控制器可以实现规划一条路径下无人机集群无机间碰撞的稳定飞行。

基于自适应通信环境(ACE)的可移植异构分布平台进程间通信程序设计的研究

自适应通信环境（ＡＣＥ）是一个实现了并发通信软件的核心设计模式的、免费的、开放源代码的、面向对象软件框架。自适应通信环境（ＡＣＥ）提供了丰富的完成公共通信功能的、可重用Ｃ＋＋类包和框架组件，它可以运行于众多的平台。文章介绍了自适应通信环境（ＡＣＥ）的结构和功能，接着构建了一个用于实验的实用而低价位的异构网络计算环境，并在此环境下测试了ＡＣＥ的通信性能。然后着重探讨了如何基于ＡＣＥ在异构网络环境下设计可移植的进程间通信程序的问题，最后举了一对可移植的Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ程序的例子。

短波自适应通信侦察及干扰试验方法研究

通过阐述短波自适应通信原理及其对抗手段 ,提出了试验方案 。

具有自适应通信能力的无线传感网节点设计

具有自适应通信能力的无线传感网节点的系统设计方案,实现了具有环境适应性、灵活高效、小体积低功耗的传感节点。

短波频率自适应通信的发展及信号监测

概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段,关键信号生成的原理及其监测与识别,详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。

远方电能抄表系统的自适应通信协议的研究

在分析各种智能电表通信规约的基础上，提出了远方电能抄表系统的自适应通信协议，对该协议的格式、内容进行了详细讨论。

分布式仿真系统的自适应通信中间件设计

为了解决分布式仿真系统中如何实现实时和按需分发信息的问题,在分析了分布式仿真系统的通信需求的基础上,文中提出了一种用于分布式仿真系统中的通信中间件的设计方法。该设计借鉴了高层体系结构(HLA)的发布订阅的思想,使用了华盛顿大学发布的开源的自适应通信环境(Adaptive Communication Environment)组件来完成此设计,并使用"主动对象"的方法解决了并发执行的效率问题。与以往使用的通信方法相比,它具有实时高效、可动态通信和跨操作系统平台的特点。实现了分布式仿真系统中信息的实时和按需分发。

基于DSP的短波自适应通信控制器的研制

针对短波通信的不稳定性问题,提出并研制了一种短波自适应通信控制器。该控制器以DSP主处理器TMS320C31为核心,将信号捕捉、自动建链、信道估值技术融为一体,具有自适应选频和高速自适应数据传输等功能,解决了短波电台手动选频和手动切换信道效率低的问题。所研制的产品实际运行平稳可靠,效果良好。

利用自适应通信环境构建消息通信平台

文章以自适应通信环境(ACE)为基础,构建网络应用系统中通用的消息通信平台,从而将网络应用系统与底层网络通信部分相分离;消息通信平台可以被看为是一种轻量级的消息中间件,它隐藏了底层操作系统的差异性,并为上层应用提供了简单的网络应用编程接口。这样在开发应用系统时,不需要花费太大精力去考虑如何实现底层的数据传递。

低压集抄载波多模多频自适应通信设计

在低压集抄系统中,低压集抄本地通信经常存在不同厂家的计量自动化终端和电能表之间电力线载波通信的不兼容的问题,导致不同的厂家的载波通信模块不能互联互通。文章基于多个厂家载波通信特性分析,设计和实现载波多模多频自适应通信器,完成低压集抄载波多模多频自适应通信机制设计,并优化相应的抄表方案和流程。开展低压集抄载波多模多频自适应通信试验,并对实验数据和结果进行分析。载波多模多频自适应通信为低压集抄推广、维护和技术升级提供了有效手段。

高频自适应通信实时信道参数估算系统

对高频自适应通信实时信道估算的方法进行了研究，给出了经快速付氏变换处理一批多音信号实时估算信道参数的算法公式，并提出用高速信号处理器TMS320C25实现算法的系统硬件、软件设计方案，及系统在电离层模拟器上的测试结果．实验表明，系统设计先进，能较准确地实时测量信道参数，对提高高频通信的质量具有重要的意义．

短波自适应通信线路保护

自八十年代起,短波自适应通信已被广泛应用,但由于短波信道是完全透明的,自适应规程又是完全公开的,这样较易受到外来的恶意干扰。为了防止这类干扰,本文介绍了一种有效的保护措施,即在MIL-STD-188-141A附件中规定的线路保护(Linking Protection)。其主要方法是在数据链路层的ALE和FEC子层之间插入线路保护子层,使用一个专用密钥对ALE进行加密解密处理。这样,只有在专用密钥正确的情况下,才可以接收到特有的自适应信号。

舰船短波自适应通信网络组织问题研究

自适应通信是提高通信双方建链速度、增强反侦察抗干扰能力的有效通信手段。分析了舰船短波自适应通信组网涉及的基本参数,研究了网络组织基本方法及其性能、效率,明确了网络组织存在的问题,提出了相应的对策措施。

自适应通信环境(ACE)及其用于构建异构网络计算环境

自适应通信环境 ( ACE)是一个实现了并发通信软件的核心设计模式的、免费的、开放源代码的、面向对象软件框架。自适应通信环境 ( ACE)提供了丰富的完成公共通信功能的、可重用 c++类包和框架组件 ,它可以运行于众多的平台。该文比较全面地介绍了自适应通信环境 ( ACE)的结构和功能及安装。接着构建了一个用于实验的实用而低价位的异构网络计算环境。

短波自适应通信系统综合效能分析

针对短波自适应通信系统的功能特点,在基于模糊理论和层次分析法(AHP)的基础上,构建了短波自适应通信系统综合效能评估指标体系,实现了对短波自适应通信系统效能的定量评估,分析结果验证了方法的可行性。

利用自适应通信环境构建消息通信平台

当前,快节奏的市场经济发展步伐成为了社会文明建设的主流趋势,使得便捷、畅通、快速的通信渠道成为了促进社会文明发展所拥有的必然要素,而自适应环境下的通信其自身所包含的优势特性,为提高通信安全性和便捷效率,起到了重要的推动促进作用,成为了通信领域范围内创新改革建设的主要目标,为此应当在现有通信环境的基础上采取有效措施,充分发挥自适应通信的优势效益,逐步构建具有高效率、高质量的通信平台,为社会创新发展打下坚实的通信基础。

高速飞行器集群通信拓扑自适应控制方法

针对基于传统通信机制的高速飞行器集群控制策略鲁棒性低、所需通信量大的问题,提出一种基于深度强化学习框架的可自主调节通信数量的集群控制方法。其中,使用深度神经网络构建控制策略与通信策略耦合的集群控制策略,其输出包含控制飞行器运动的过载指令以及与邻近飞行器的通信数量。通过与任务环境的不断交互,训练出的集群控制策略能根据环境信息自主调整通信拓扑结构,保证集群控制的鲁棒性和较低的通信量。仿真结果表明,相比于集中式,分层式和分布式通信机制,所提的自适应通信机制可在较低的集群通信量下安全快速地控制飞行器集群到达目标点并且较好地保持编队队形。