专题:天地一体化信息网络体系架构

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    1. 面向天地融合的卫星网络架构和传输关键技术
    徐晖, 缪德山, 康绍莉, 孙韶辉
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 2-10.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200201
    摘要1006)   HTML249)    PDF(pc) (1508KB)(1486)    收藏

    通过对天地融合的应用场景和技术需求的分析,提出面向B5G/6G的弹性可重构天地融合网络架构,实现网络功能的按需重构,保证网络按需确定性服务能力。基于所提的网络架构给出天地融合的统一空中接口传输体制,实现天地融合网络的高效传输,提出天地融合网络的移动性管理机制,提升网络组织与资源管理效能。

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    2. 基于SDN的卫星通信网络:现状、机遇与挑战
    杨丹, 刘江, 张然, 刘方琪, 欧阳曼, 黄韬, 刘韵洁
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 34-41.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200205
    摘要704)   HTML127)    PDF(pc) (770KB)(740)    收藏

    调研当前基于SDN的卫星通信网络研究情况,探讨基于SDN的卫星通信网络架构及相关关键技术方案;对基于SDN的卫星通信网络面临的机遇和挑战进行深入分析。

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    3. 天地一体化内生安全多标识网络体系
    韦国华, 李挥, 白永杰, 李更新, 邢凯轩
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 66-72.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200209
    摘要489)   HTML32)    PDF(pc) (2547KB)(485)    收藏

    深入分析一种适用于天地一体化环境的新型网络体系——天地一体化多标识网络体系,阐述该网络体系的基础理论、天地一体化联合路由、标识管理系统和内生安全机制,总结天地一体化多标识网络的原型实验进展,并分析其相对于TCP/IP网络体系的优势。

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    4. 通信与安全一体化的天地异构融合网络体系架构
    章小宁, 朱立东
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 11-16.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200202
    摘要470)   HTML67)    PDF(pc) (1343KB)(583)    收藏

    为了实现天基信息网与高铁、船舶、民航等地面专网的深度融合,提出采用标识映射机制构建通信与安全一体化的天地异构融合网络总体架构模型,包括天地异构融合网络服务层、业务层、路由层以及接入层4层架构以及服务标识、业务标识、路由标识、接入标识、主机标识5类标识。通过高效的标识映射,在不改变天基信息网与地面各类专网内部组网机制与通信协议的基础上,满足天基信息网与地面专网通信与安全一体化的要求,实现天基信息网与各类地面专网的高效融合、安全可靠与资源整合。

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    5. 天地一体化物联网体系架构及干扰分析研究
    张更新, 丁晓进, 曲至诚
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 22-33.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200204
    摘要449)   HTML57)    PDF(pc) (3432KB)(438)    收藏

    针对未来物联网“万物互联”需求,在分析空间信息网络和天基接入网络体系架构的基础上,设计天地一体化物联网体系架构,并针对天地共存场景进行干扰分析。具体而言,首先,在卫星网络与地面网络融合研究的基础上,结合控制面与数据解耦的先进设计理念,针对物联网接入网和终端的具体特点,设计天地融合的低轨卫星物联网体系架构,其包含天基骨干网、天基接入网、地面物联网、核心网和多模态物联网终端,并给出天基控制面流程;其次,分别针对星间频谱共享场景和星地频谱共享场景进行干扰分析,并相应给出初步分析结果。

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    6. 大型低轨星座网络规划方法与仿真分析
    刘立祥, 刘帅军
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 87-94.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200212
    摘要432)   HTML49)    PDF(pc) (1712KB)(428)    收藏

    得益于全球覆盖、高吞吐量和低时延等优势,大型低轨星座网络已成为了全球发展的热点。然而,大型低轨星座网络规划方法及仿真建模分析尚未得到深入研究。重点解决如下两个问题:如何评估给定的大型低轨星座网络、如何设计或优化星座网络。建立了用以评估大型低轨星座网络性能的3个关键指标,即网络覆盖率、系统吞吐量、业务往返时延。以此关键指标为设计优化目标,对卫星星座部署、关口站部署和无线资源管理进行分析和设计,并搭建用于大型低轨星座网络的集成网络评估和规划仿真平台,以验证所提出的网络规划方案。仿真结果表明,所设计的网络规划仿真平台可以支持对大型低轨星座网络的评估和规划。

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    7. 基于改进LSTM算法的天地一体化信息网络流量预测
    潘成胜, 王羽夫, 杨力
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 57-65.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200208
    摘要397)   HTML20)    PDF(pc) (1628KB)(311)    收藏

    天地一体化信息网络由于存在流量突发性强、拓扑时变等问题使得通信易产生中断,流量波动不平稳导致其流量预测难度远高于地面网络。针对该问题,提出一种改进的LSTM算法,首先分析流量序列滞后变量对预测值的影响,判断流量自相关度;其次,采用以预测值代替中断的方式,消除训练集的噪声和断点;最后,使用Dropout算法减少了噪声和神经网络过拟合带来的影响,准确预测天地一体化信息网络流量数据。仿真实验表明,在OPNET仿真环境中,该算法相较于其他算法准确性提升了59.21%,算法训练速度提升了11.11%,能够为天地一体化信息网络统筹调度提供有效的数据支撑。

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    8. 天地一体化信息网络中物理层安全方案
    马方舒, 王岩, 张国威, 程宇新
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 73-80.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200210
    摘要323)   HTML33)    PDF(pc) (1572KB)(560)    收藏

    首先阐述当前主流的物理层安全技术,并介绍相关技术指标;然后针对天地一体化信息网络中的3种典型场景,对其中物理层安全方面的相关研究进行阐述;最后,针对3种典型场景的物理层安全提出需要解决的问题,并对可行性方案进行探讨。

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    9. 天地一体化信息网络中多寻址协同与切换技术
    刁文澜, 安建平, 张宇, 胡晗
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 42-47.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200206
    摘要284)   HTML39)    PDF(pc) (1152KB)(280)    收藏

    分析天地一体化信息网络的建设需求与部署现状,探讨天基卫星网络与地面互联网融合的难点;针对网络结构复杂、拓扑高动态、数据兼容困难、卫星资源受限等难题,提出基于IP地址、ID标识、内容名称的多寻址协同与切换技术,设计对应多寻址方式的数据报格式,扩展天地一体化多寻址路由转发机制;实现异构网络互联互通、稳定天地移动通信、多态数据兼容切换、低功耗下高效路由。

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    10. 基于混合轨道组网的空间计算互联网络架构
    胡建平, 孙杰, 徐会忠, 李婷
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 17-21.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200203
    摘要241)   HTML36)    PDF(pc) (1714KB)(471)    收藏

    针对目前世界各国建设统一的、综合的混合轨道空间信息网络的发展趋势,以及现有卫星系统依赖地面信息处理带来的低效和时延问题,提出一种基于混合轨道组网的空间计算互联网络架构,将现有分离的各类卫星网络统一在一套体系架构中,通过星间链路和星上处理实现整个空间信息网络的互联互通和高效处理,使得未来的卫星不仅是信息的通道,也是信息处理的平台,提高了空间信息网络的信息处理能力和运行效率,满足了未来天地间大量节点信息交互及处理的需求。

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    11. 面向天地一体化内容分发业务的网内缓存机制研究
    曹洋, 朱玉峰, 吕俊锋, 江涛, 高鹏, 张冬晨
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 48-56.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200207
    摘要203)   HTML15)    PDF(pc) (2028KB)(562)    收藏

    针对卫星移动性以及地面网络资源受限问题,首先提出一种基于命名数据网络的地面网络内容预先放置策略;然后,充分考虑多个基站覆盖范围下内容局部请求分布的差异性,提出一种基于公平的卫星网络内容分发策略。仿真实验结果表明,在卫星网络内容注入方面,所提内容预先放置策略是有效的;在卫星网络内容分发方面,所提出的基于公平的内容分发策略可以实现最大化内容满意度。

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    12. 基于社团结构的天基信息网络结构设计构想与仿真
    裴忠民, 任林涛, 熊伟, 罗章凯
    天地一体化信息网络    2020, 1 (2): 81-86.   DOI: 10.11959/j.issn.2096-8930.20200211
    摘要192)   HTML17)    PDF(pc) (1501KB)(116)    收藏

    着眼卫星业务一体化发展,基于分簇的思想和复杂网络理论与方法,提出一种基于社团结构的天基信息网络结构设计构想,并基于STK软件进行仿真,建模生成6社团237个节点的虚拟网络。针对网络中的度分布、介数、聚类系数等静态参量进行分析,揭示天基信息网络节点连接规律与网络结构特性,为天基信息网络结构设计提供新的思路和方法参考。

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