空间信息网络

摘要： 遥感影像分发是空间信息网络的重要应用。针对现有遥感影像分发方案存在的共谋密钥问题,基于关键数据保护方法,提出了差异化安全分发方案。该方案具有对分发内容的可追溯能力,基于JPEG2000图像压缩方法,将影像内容分为关键部分和公共部分;关键部分通过部署于地面的分发中心实现集中分发,使用无证书公钥密码技术实现安全传输,用户从分发中心获取的关键部分被嵌入授权信息,用于对分发内容的追溯;公共部分通过网内缓存方式自由分发,可兼容现有的高效分发模式。分析表明,提出的方案能有效保护遥感影像并降低空间节点的计算资源消耗,实现低开销的安全分发。

摘要： 在大规模空间信息网络中,频繁的星间链路(Inter-satellite link,ISL)切换会导致业务中断。与地面网络相比,传统的分布式/集中式路由策略的路由收敛时间过长,其原因是星间链路时延和链路状态同步时间长。在路由收敛过程中,由于缺乏最新的链路状态信息,可能会导致严重的丢包。考虑到卫星星座的星间链路切换是可预测的,且星间链路切换信息已上注至卫星中,本文提出了基于OSPF(open shortest path first)的自更新路由方案来解决星间链路频繁切换导致的路由收敛问题。在自更新路由方案中,对于可预测的星间链路切换,根据本地预存储的链路切换信息直接更新路由表,同时避免泛洪;另外,对于意外的链路故障,通过OSPF原有机制更新路由表。该方案通过避免可预测的星间链路切换导致的链路状态数据同步,进而缩短路由收敛时间。仿真结果表明,在拓扑切换期间,平均丢包率比标准OSPF(需要3个Hello报文确认)和OSPF-IS(不需要3个Hello报文确认)分别降低了90.5%和61.3%,平均端到端延迟也分别降低了47.6%及9.6%。此外,在相同时间内增加拓扑切换的次数时,自更新路由方案的平均丢包率保持不变。

摘要： 针对空间信息网络中大量移动用户跨域认证问题,提出了一种基于动态撤销机制的安全高效的批量认证方案。所提方案通过对卫星行动轨迹的预测以及实时更新会话密钥,达到提前完成密钥协商的作用。同时,还设计了可供单个以及大量移动终端进行签名并验证的算法,有效减轻了卫星的计算负担,结合布谷鸟过滤器实现了移动终端动态撤销和恶意接入控制的功能。最后,在Diffie-Hellman假设下,基于随机预言机模型和自动化验证工具证明了所提方案可以抵抗重放以及中间人等攻击;方案实现了可追踪性、可撤销性等安全目标,与现有最优方案相比,传输和计算效率分别提高了80%和20%以上。

摘要： 为扩大学术交流的渠道,本刊特向从事通信领域科研、教学、技术开发、维护管理等方面的专家、学者、在校师生和相关技术人员征集稿件,热诚欢迎广大作者踊跃投稿。优秀稿件征集(1)本刊对有重要创新价值的优秀论文优先发表,并酌情从优支付稿酬。(2)凡获省、部级及以上的基金资助的论文,请给出基金名称和基金编号,本刊按基金级别支付稿酬。征文范围(1)现代通信技术,包括量子通信、太赫兹通信、移动通信、卫星通信、光通信、空间通信、水下通信、抗干扰通信等。(2)通信网络技术,包括软件定义网络、认知网络、下一代互联网、移动互联网、物联网、移动自组织网、空间信息网络、军事通信网络等。

摘要： 人类生产力发展已经进入算力时期,计算能力将成为这个时期的新型生产力。未来大量分散化的算力、存储等资源分布在空间信息网络中,需要对其进行整合拉通,为业务提供便捷的按需使用。首先从下一代空间科学任务出发,阐述了未来空间分散计算实施的意义和价值,同时从空间信息网络和地面信息网络两个维度对国内外典型的分散计算项目和框架进行了系统调研。在此基础上,从云环境构建、云-边中间件以及边环境构建3个方面详细阐述了空间分散计算模拟验证系统的构建思路与方法,并进行了试验验证。验证结果表明,该系统能够实现虚拟化计算单元的动态部署与更新,且能够实现高效的舰船目标检测。相比于单星检测而言,系统通过多星联合的方式能够将检测效率提升4.5倍。

摘要： 我刊被《中国学术期刊影响因子年报》统计刊源收录为扩大学术交流的渠道,本刊特向从事通信领域科研、教学、技术开发、维护管理等方面的专家、学者、在校师生和相关技术人员征集稿件,热诚欢迎广大作者踊跃投稿。优秀稿件征集(1)本刊对有重要创新价值的优秀论文优先发表,并酌情从优支付稿酬。(2)凡获省、部级及以上的基金资助的论文,请给出基金名称和基金编号,本刊按基金级别支付稿酬。征文范围(1)现代通信技术,包括量子通信、太赫兹通信、移动通信、卫星通信、光通信、空间通信、水下通信、抗干扰通信等。(2)通信网络技术,包括软件定义网络、认知网络、下一代互联网、移动互联网、物联网、移动自组织网、空间信息网络、军事通信网络等。(3)网络安全技术,包括信息加密、安全协议、安全认证、检测预警、可信网络、网络攻击与防范、云计算与大数据安全、数据隐私与保护等。

摘要： 空间信息网络中的异常数据流会快速消耗网络带宽、占用系统资源,使得网络通道堵塞,影响正常数据流的传输,无法保证网络安全运行。针对上述问题,提出一种基于最大相关与最小冗余-支持向量机mRMR-SVM的空间网络数据流检测方法。该方法提取与每种状态相关性最大、特征属性之间冗余最小的特征,采用加权欧氏距离和径向基核函数的SVM训练分类器,并通过粒子群算法优化分类器精度,以提高正常流量和异常流量识别的准确性。仿真结果表明,该方法比MADMAS、ARIMA-SVR方法的平均准确率提高了3.5百分点,误判率降低了8.7%。

摘要： 针对复杂网络中节点重要度的度量问题,提出一种社团介数与三角形结构结合的节点重要度评估模型。同时考虑节点度、节点的位置信息和网络的社团结构,在多个空间信息网络模型上进行实验,验证了提出模型的有效性。结果表明:相对于其他指标,该模型在空间信息网络上能更加精确地度量节点的影响力。

摘要： 针对空间信息网络具有环境动态性、服务差异性等特征,导致传统的多状态系统可靠性不能准确反映网络的实时状态,从而影响网络的可靠性问题,提出一种基于RBD(Reliability Block Diagrams)的QoS(Quality of Service)可靠性数学模型.该模型使用线性权重法综合考虑链路剩余带宽、节点丢包率多状态以及时延对可靠性的影响,对带宽敏感业务、时延敏感业务和可靠性敏感业务给予不同的权重,计算不同业务背景环境下通信可靠性.仿真结果表明,与不交和法可靠性模型相比,本文所提出的可靠性数学模型计算复杂度更低,实验仿真值更接近本文的理论值,计算准确度得到明显提升,能够较为准确的计算出空间信息网络端到端可靠性.

摘要： 空间信息网络技术已经逐渐成为了我国增强空间活动能力中一项至关重要的组成,探寻出适合我国航天发展的空间信息网络体系结构是现阶段我国航天事业中关键的研究方向之一。对目前国际上较为成熟的空间信息网络体系结构进行分析和研究,利于我国网络体系结构的构建和发展。

摘要： 通信、导航、遥感等一体化空间信息网络已成为天基信息网络必然的发展趋势.时间同步作为其中一项核心的关键技术,其同步精度将制约整个空间信息网络的性能.本文对基于星载GNSS技术的相对定位和时间同步技术展开了深入研究和分析,结果表明基于星载GNSS的星座实时时间同步精度可优于50ns,且有潜力达到5ns甚至更高,事后处理的时间同步精度可以达到0.1ns,可以满足各类空间信息网络节点的时间同步精度需求.

摘要： 工业4.0的重点在于把信息互联技术与传统工业制造相结合.随着我国"一带一路"等重大战略的提出,境外工业建设和生产的需求日益增长,地面互联网络难以保障境外厂区的信息互联.空间信息网络具有覆盖范围广、灵活性高等特点,采用地球同步轨道中继卫星构建的空间信息网络可以实现几乎全球的网络覆盖和高带宽的信息互联传输支持,通过卫星直接联网和与地面网络混合联网的方式,使用低速信道长期通信、高速信道动态调度的应用模式,可较好地保障工业4.0的信息联网需求.

摘要： 本文对空间信息网络的安全协议进行研究,需要通过仿真的方法对协议的性能进行分析验证。根据空间网络体系结构,设计了以卫星网络为主体的空间信息网络安全协议仿真平台,从网络结构、通信协议、路由方案、安全协议建模等四个方面对仿真平台进行了详细设计。选择OPNET作为仿真工具,建立了网络模型、节点模型及相应节点的安全协议模型,构建了空间信息网络仿真平台。通过对因特网密钥交换(IKE)协议的仿真实验表明,所设计的仿真平台较好实现了对空间信息网络的建模仿真,能够对空间网络信息安全的多种协议进行仿真分析。

摘要： 空间信息网络的安全问题不容忽视,研究适合空间信息网络安全协议的过程中,需要对其进行合理建模仿真。本文基于网络仿真工具OPNET,研究了空间信息网络安全协议建模的三种方法：进程模型、自定义多端业务建模和ACE Whiteboard建模,并以Diffie-Hellman密钥交换协议的建模过程为例,对这三种建模方法进行了详细介绍。从建模能力、协议层次、实现复杂度等方面分析对比了这三种建模方法的优缺点,并在空间信息网络仿真平台中对其中的一种建模方法进行了测试验证。

摘要： 本文主要介绍了空天地一体化的空间信息网络的发展和现状,面向军事应用背景的空中战场指挥控制网络的特征和需求,针对战场指挥控制网络中各用户终端实时数据交换进行了一体化的卫星通信机制设计,提出了基于优先级的动态无线带宽分配策略以及适合空间设备特点的星上大容量交换机制,最后分析了空间信息网络中星上交换技术的发展趋势.

摘要： 各类空间应用快速发展对空间信息网络的服务质量提出了挑战。如何充分利用有限资源提供端到端QoS服务成为空间信息网络研究的热点。本文面向延迟敏感的特殊应用提出一种动态剥夺式带宽分配(DDBA)方法,根据对延迟的敏感程度将业务分属于三个服务等级,高等级服务可以在特定条件下剥夺低等级服务占有的带宽。模拟结果表明与典型带宽分配算法相比,DDBA算法提高了带宽利用率,减少了DS类服务延迟时间,并降低了丢包率,能够有效支持端到端QoS。

摘要： 根据空间信息网络的特点,提出了空间信息网络的动态带宽分配模型。利用该模型,采用摄动分析方法,构造出带宽摄动轨迹,分析其摄动传播过程并得出了网络平均时延目对于带宽的灵敏度。避免了对信息流统计特性的假定,对于降低空间信息网络传输平均延时,提高空间信息网络性能打下基础。

摘要： 本论文提出了一种基于ASON(自动交换光网路)的空间信息组网技术.将空间信息网络按照ASON的技术平台搭建一套由智能化网络节点所构成的空间信息网络.将空间信息网络分为传送平面、控制平面和管理平面,通过控制平面实现对传输层面链路资源的分配,实时按需向传送平面申请资源、建立连接.该信息平台通过对空间信息网络进行分域,实现控制、管理及工作的分离,便于实现空间信息网络的地面管理.基于ASON的空间信息组网技术具有网络资源动态灵活分配、网络结构易于扩展和调整、提高了网络带宽利用率、节省投资及快速的保护恢复机制的优点.

摘要： 随着空间信息感知技术的发展,各类空间信息系统在国民经济建设、国家安全等领域正发挥着无可替代的重要作用.建设天基骨干网络并与地面互联网相融合实现天地一体化信息传输对于我国空间信息的实时获取、高效传输、充分利用至关重要.本文从未来天地一体化信息网络发展的需求出发,针对卫星通信同有的广域覆盖与广播优势以及高动态、弱链路等约束,分析卫星组网并实现与地面网络融合的过程中所面临的主要挑战.在简单回顾欧美等空间信息网络强国发展现状的基础上,着重研究新型信息中心网络技术在建设未来天地一体化信息网络中与传统IP网络相比所具备的主要优势和有待突破的关键技术,探索适应卫星通信特殊条件的未来天地一体化信息网络架构.

摘要： 根据空间信息网络的特点,提出了空间信息网络的动态带宽分配模型。利用该模型,采用摄动分析方法,构造出带宽摄动轨迹,分析其摄动传播过程并得出了网络平均时延相对于带宽的灵敏度。避免了对信息流统计特性的假定,对于降低空间信息网络传输平均延时,提高空间信息网络性能打下基础。

摘要： 本发明公开了一种天地一体化信息网络中用户终端的接入方法、天地一体化信息网络、计算机装置和存储介质，用户终端的接入方法包括检测第一用户终端的当前接入方式，获取第一用户终端产生的第一连接信息，检测第一连接信息与当前接入方式之间的匹配关系，当第一连接信息与当前接入方式相匹配，指示或控制第一用户终端维持以当前接入方式接入核心网，反之，指示或控制第一用户终端切换至以新接入方式接入核心网等步骤。本发明可以自动控制第一用户终端对核心网的接入方式，并且使得第一用户终端对核心网的接入方式能够满足第一用户终端的业务需求，从而获得良好的通信质量和稳定性。本发明广泛应用于通信网络技术领域。

摘要： 本发明公开了一种天地一体化信息网络中用户终端的接入方法、天地一体化信息网络、计算机装置和存储介质，用户终端的接入方法包括检测第一用户终端的当前接入方式，获取第一用户终端产生的第一连接信息，检测第一连接信息与当前接入方式之间的匹配关系，当第一连接信息与当前接入方式相匹配，指示或控制第一用户终端维持以当前接入方式接入核心网，反之，指示或控制第一用户终端切换至以新接入方式接入核心网等步骤。本发明可以自动控制第一用户终端对核心网的接入方式，并且使得第一用户终端对核心网的接入方式能够满足第一用户终端的业务需求，从而获得良好的通信质量和稳定性。本发明广泛应用于通信网络技术领域。

摘要： 本发明公开了一种空间信息网络空间层控制器选举算法，首先各卫星节点检查自身状态，发布其负载程度值与其他卫星发生的跳数信息；综合考虑负载程度与跳数，选取出负载程度轻且一跳，二跳尽可能多的节点，确定控制器；发布各个区域控制器卫星的信息，通知到各个控制器节点卫星当中去，随即进入下一个周期；将上个周期中的控制器节点卫星编号放入若干个缓存区域；将与控制器节点卫星直接相连的卫星加入该控制器卫星所属的缓存区域。本发明将整体空间信息网划分为空间层，临近空间层与地面层，保证控制器在层与层之间的传输尽量减少。

摘要： 本发明提供了一种空间信息网络中信息共享方法及装置，该方法包括当前卫星获取目标卫星当前的信用值；基于当前卫星的信用值和目标卫星当前的信用值，判断目标卫星是否可靠；如果判断出目标卫星可靠，则与目标卫星进行共享协商；当接收到目标卫星反馈的共享协商结果为进行共享时，当前卫星与目标卫星进行物理层信息共享；在与目标卫星进行信息共享之后，对当前卫星的信用值进行更新。该方法能够有效的防止虚假物理层信息在空间网络中的传播，减少了虚假物理层信息对网络的影响，缓解了在现有的空间网络中，卫星间信息共享时，提供的虚假信息的概率较大的技术问题。

摘要： 可动态连接的全光空间信息网络及其信息发射装置，应用于空间通信领域，为了解决现有空间信息网络存在的技术问题，该结构具有多个节点组成，每个节点具有信息发射装置、信息接收装置及目标扫描和跟踪装置，且每个节点扫描角度为θ；所述多个节点中，第一节点与第二节点进行通信时，第一节点通过目标扫描和跟踪装置寻找到第二节点，第一节点再通过信息发射装置将信息传输到第二节点的信息接收装置；同时，第一节点在扫描角度θ范围内通过目标扫描和跟踪装置寻找到第三节点，将通信信息传递给第三节点，第三节点再通过信息发射装置将信息传输到第二节点的信息接收装置；第一节点、第二节点第三节点和第四节点以至多个节点组成了全光信息通信网络。

摘要： 本发明公开了一种空间信息网络空间层控制器选举算法，首先各卫星节点检查自身状态，发布其负载程度值与其他卫星发生的跳数信息；综合考虑负载程度与跳数，选取出负载程度轻且一跳，二跳尽可能多的节点，确定控制器；发布各个区域控制器卫星的信息，通知到各个控制器节点卫星当中去，随即进入下一个周期；将上个周期中的控制器节点卫星编号放入若干个缓存区域；将与控制器节点卫星直接相连的卫星加入该控制器卫星所属的缓存区域。本发明将整体空间信息网划分为空间层，临近空间层与地面层，保证控制器在层与层之间的传输尽量减少。

摘要： 本发明公开了一种基于图卷积网络的空间信息网络抗毁性评估方法，包括：步骤1，确定目标网络的网络拓扑；步骤2，计算网络均衡度：(1)对目标网络中的网络节点的重要性进行排序；(2)计算目标网络中的网络节点的重要性数学期望；(3)根据网络节点的重要性数学期望计算网络均衡度；步骤3，计算网络桥接度；(1)训练图卷积神经网络模型，以进行网络节点分类；(2)计算网络分割攻击效率；(3)根据网络分割攻击效率计算网络桥接度；步骤4，根据网络均衡度和网络桥接度计算得到网络抗毁性。分析本发明与经典的跳面节点法、结构差异度法在计算网络抗毁性方面的特点，证明本发明能够更为准确地区分出不同规模网络的抗毁性大小。

摘要： 本发明公开了一种空间信息网络的网络拓扑生成、路由分配方法和装置，所述方法包括：根据所述空间信息网络中网络节点间的链路性能，确定网络节点间的转移概率；根据所述网络节点间的转移概率，在二维空间中矢量化网络节点间的关系得到所述空间信息网络的网络拓扑。应用本发明生成的网络拓扑不仅可以反映网络节点间的连接状况，还反映网络节点间链路性能的优劣；不仅能直观反映网络节点的一阶邻近度，还能直观表现二阶以上的邻近度信息；且提供了一种高效存储方式。

摘要： 本发明提供了一种空间信息网络中信息共享方法及装置，该方法包括当前卫星获取目标卫星当前的信用值；基于当前卫星的信用值和目标卫星当前的信用值，判断目标卫星是否可靠；如果判断出目标卫星可靠，则与目标卫星进行共享协商；当接收到目标卫星反馈的共享协商结果为进行共享时，当前卫星与目标卫星进行物理层信息共享；在与目标卫星进行信息共享之后，对当前卫星的信用值进行更新。该方法能够有效的防止虚假物理层信息在空间网络中的传播，减少了虚假物理层信息对网络的影响，缓解了在现有的空间网络中，卫星间信息共享时，提供的虚假信息的概率较大的技术问题。

摘要： 可动态连接的全光空间信息网络及其信息发射装置，应用于空间通信领域，为了解决现有空间信息网络存在的技术问题，该结构具有多个节点组成，每个节点具有信息发射装置、信息接收装置及目标扫描和跟踪装置，且每个节点扫描角度为θ；所述多个节点中，第一节点与第二节点进行通信时，第一节点通过目标扫描和跟踪装置寻找到第二节点，第一节点再通过信息发射装置将信息传输到第二节点的信息接收装置；同时，第一节点在扫描角度θ范围内通过目标扫描和跟踪装置寻找到第三节点，将通信信息传递给第三节点，第三节点再通过信息发射装置将信息传输到第二节点的信息接收装置；第一节点、第二节点第三节点和第四节点以至多个节点组成了全光信息通信网络。