自主深空DTN组密钥管理方案

深空DTN(delay tolerant networks)网络难于提供可靠的端到端服务,因此在组密钥管理中密钥管理中心不能及时有效地执行密钥更新过程。针对这一问题,提出了一种自主组密钥管理方案。通过单加密密钥多解密密钥密钥协议设计逻辑密钥树,树中的叶子节点为成员的秘密加密密钥,非叶子节点为公开加密密钥,组成员具有和密钥管理中心相同的能力——更新逻辑密钥树中公钥,并且保证组密钥更新的前向和后向安全性。与LKH(logical key hierarchy)方案对比,建议的组密钥管理方案加入更新消息开销减少一半,退出更新消息开销为常数,与组成员规模无关,无需密钥管理中心支持,满足长延时深空DTN网络安全需求。

深空DTN网络中LTP协议的额外传输开销优化

针对深空延迟/中断容忍网络(DTN)能量资源有限,而利克里德传输协议(LTP)段大小对额外传输开销影响明显,需要确定最优的LTP段大小的问题,文章分析了深空DTN网络的数据传输过程,利用深空DTN网络中额外传输开销的数学理论模型,通过求导的方法计算出了LTP段大小的最优值,并得到了最优化问题的解析解。数值仿真结果表明:通过解析解表达式得到的LTP段大小的最优值与该最优化问题的数值解重合,在深空通信时采用此方法,可快速精准地选择LTP段大小,也可大幅减小额外传输开销。

深空DTN多属性决策拥塞控制的研究

针对深空时延容忍网络(DTN)因节点存储空间有限造成的拥塞问题,提出了一种改进的多属性决策选择下一跳节点的策略。其基本思想是根据节点的存储空间占用率将节点状态划分成普通、半拥塞和拥塞三个状态,结合节点接收数据包的历史记录,在此基础上采用多属性决策理论选择最优的下一跳节点,从而达到预防拥塞的目的。仿真结果表明,与原策略相比,提出的策略在单个节点队列长度、平均队列长度、数据包接收率和数据包平均分发时间上有明显的改善,有效地缓解了网络拥塞。

深空通信LTP传递时延的理论建模及试验验证

针对深空通信长链路时延、频繁的链路中断及高误比特率特性,对LTP(Licklider Transmission Protocol)传递时延的性能通过数学分析的方法进行了理论建模。该模型相比于以往模型,考虑了不同类型LTP数据段丢失所造成的不同影响,LTP多个会话同时传输的特性,以及采用求期望值的方法来计算传输回合数。同时,对该模型在不同误比特率、不同文件大小下的结果用MATLAB进行了数值仿真分析。构建了深空DTN仿真平台,运行真实的文件传递试验,测试结果逼近理论模型数值分析结果,对理论模型进行了验证。

深空通信网络协议的发展与展望

分析了发展深空通信网络的需求,结合深空通信网络的特点,对深空通信网络协议体系和路由策略等的技术现状进行了综述,对其中的关键技术进行了分析,并对深空通信网络的未来发展进行了展望。

深空通信中容迟容断网络协议体系应用研究

针对深空通信面临的各种问题,对当前深空通信中常用的三种网络协议体系进行了简要介绍,并在此基础上对比三者优缺点,提出其各自的适应场景;阐述了未来深空通信网络面临的困难与挑战;剖析容迟容断网络体系架构,并介绍了DTN网络应用研究进展;列举深空通信网络DTN协议体系中的关键技术,例举在深空环境中使用DTN协议体系进行通信时面临的诸多问题,并展望未来深空通信中DTN的应用前景。