分布式数据采集系统中的时钟同步

在高速数据传输的分布式数据采集系统中,各个组成单元间的时钟同步是保证系统正常工作的关键。由于系统工作于局域网,于是借鉴了IEEE1588时钟同步协议的原理,设计出简易、高效的时钟同步方案,并在基于局域网的分布式数据采集系统中实现微秒级的精确同步。鉴于方案的高可行性和高效性,可将其推广到其他分布式局域网系统中。     

一种分布式时钟同步技术设计

时钟同步是分布式网络内各节点设备协同工作的重要前提,网络内许多任务的完成都需以时钟同步作为基础;为了实现分布式系统中高精度的时钟同步,文章在现有的时钟同步技术的基础上,设计了一种分布式时钟同步技术,以北斗卫星授时技术作为主同步机制,单向时钟同步技术作为辅助同步机制;即在正常情况下网络中的节点设备利用北斗卫星进行授时,而在无法顺利接收北斗授时信号的少数情况下,节点设备之间利用单向时钟同步技术完成时钟同步,两者结合共同实现不同情况下高精度的时钟同步;在LabVIEW编程环境下设计仿真程序对方案进行验证,结果表明,该方案可以实现分布式系统中的时钟同步,方案的可行性可以得到验证,然后通过进一步的误差分析可知,误差处在一个可接受的范围内.     

HLA的实时性扩展

高层体系结构（HLA）面临的一个主要问题是其实时性差。不能满足实时分布式交互仿真的需求。文章首先分析了HLA在支持实时分布式仿真方面存在的不足，然后利用硬件时钟同步技术和绝对时戳机制，对HLA的联邦成员规则、接口规范和对象模型模板进行了实时性扩展，并与其它相关的扩展方案进行了对比分析，结果表明文中提出的方案保证了扩展后实时HLA的后向兼容性和联邦成员的高可移植性，并且保持了HLA时间管理服务的透明性。最后，该文提出了相应的网络时钟同步方案和软同步算法，该时钟同步算法在局域网环境中具有很高的精度。     

布式物理时钟同步的设计与实现

本文讨论了华中分布式ＵＮＩＸ系统中物理时钟同步的设计与实现技术，这种同步策略基于分布式控制，利用相邻结点的时钟值实现整个系统物理时钟的快速精确同步。     

基于分布式仿真系统的时钟同步技术研究

为了推进时钟同步在分布式仿真系统中的实际应用,识别了时钟同步系统的具体要求,在对比多种时钟同步方案后,选择NTP方案并进行优化;在介绍NTP时钟同步的基本原理基础上,进行了时钟同步精度影响因子分析,创造性的提出了构建高精度逻辑时钟、不等式法优化网络回路往返时延的不对称性、时钟晶振频率在线补偿3种优化方法,并建立了时钟同步系统;实验结果表明,设计的时钟同步系统的同步精度优于1 ms,且平均校准周期达到5 h左右;该时钟同步系统能封装为DLL,可灵活集成到具体项目中.     

基于IEEE1588的时钟同步技术及其应用

叙述了IEEE1588时钟同步协议的产生与发展，介绍基于IEEE1588时钟同步技术实现分布式网络化测试系统精确时钟同步的原理和方法；通过列举一些公司对IEEE1588技术的具体应用，给出基于Intel IXP46X的时钟同步网卡原理图及具体应用实例。最后阐明IEEE1588精确时钟同步技术可以实现整个系统的高精度时钟同步，可以有效解决分布式测控系统的实时性问题，可以有效改善和提高系统的测控精度。     

分布式声学测量设备中精确时钟同步研究

为了解决分布式网络化测量不同传感器之间的时间同步问题,改变依赖全球卫星定位系统和高精度时钟源所带来的安全和成本问题,根据现有同步方式和分布式测量的同步需求,研究了简单网络时间协议等和IEEE1588精确时钟同步原理,基于测量的需求选择了IEEE1588。由于该协议未提供时钟漂移的补偿方法,为了解决频率补偿问题,提出了一种简单可靠的时钟频率偏移计算补偿方法,实验验证了该方案能够满足工业噪声与振动的测量要求。     

普通交换机在IEEE1588时钟同步系统中的应用

探讨了在通信网络结构相对简单的分布式测控系统中,采用普通以太网交换机实现IEEE1588时钟同步应用方案。通过大量的实验数据来分析IEEE1588系统中使用普通交换机所导致的同步报文延迟对于时钟同步精度的影响,以及使用不同性能交换机的IEEE1588系统所能够实现的时钟同步效果。研究结果表明,在主从时钟节点通过交换机直接连接以及网络流量很小的情况下,仍可以实现微秒级的时钟同步精度,由此验证了普通交换机的可行性。本文的工作可以为IEEE1588协议在分布式测控系统中的进一步推广普及提供参考依据。     

无线传感器网络时钟参数追踪与一致性同步*

针对无线传感器网络分布式时钟同步问题,本文提出了基于卡尔曼滤波的最大一致性时钟同步算法。在获得硬件时钟参数后,通过设置预定偏斜目标,各节点可不通过网络交换来调整时钟偏斜。为了进一步使节点间时钟偏移达到同步,本文设计了最大一致性控制方案来补偿节点,并基于图论给出算法收敛性证明。仿真结果表明本文的算法能够快速跟踪硬件时钟参数,较加权最大一致性时钟同步算法收敛速度更快,全局平均同步误差下降了一个数量级。     

基于IEEE1588协议时钟同步精度影响因素的研究

随着分布式测试技术的快速发展,对地理位置分散的测试设备协同完成测试任务的需求也越来越大,而设备之间的时钟同步精度成为制约测试效果的关键因素;为了对时钟同步精度的影响因素进行研究,提出了基于IEEE1588协议的网络时钟同步实现方案;首先对IEEE1588基本原理进行分析,然后提出了IEEE1588协议的实现方案,最后搭建实验平台对影响同步精度的因素进行研究;研究结果表明,同步间隔和网络拓扑结构影响时钟同步精度的两个主要因素。     

集群系统中实现软实时服务机制的研究与评估

研究了集群架构服务器的三种实时调度策略,即集中式策略、分布式策略和主动型全分布策略。与调度功能主要集中在前端机的集中式策略比较,分布式策略将调度功能部分离散至后端节点,改善了系统的可扩展性。而主动型全分布式调度则进一步实现了调度分派功能的完全离散化,通过后端机的主动拉取事件和频率调控实现了负载平衡的自调节,极大地改善了系统的扩展性和服务效率。通过试验研究和试验表明,这三种都有效地降低了集群的响应服务请求的时间,还保证了系统的输出最大化。     

基于CAN总线的航空发动机分布式控制系统通信研究

航空发动机控制系统发展趋势是分布式控制系统,基于数据总线的通信技术是分布式控制系统的关键.首先对基于CAN总线的航空发动机分布式控制系统中各节点(FADEC以及智能装置节点)进行了详细设计.然后结合航空发动机分布式控制系统要求设计了CAN通信方案.最后建立了CAN通信验证平台.实验表明设计的通信方案可以满足航空发动机分布式控制系统要求.     

一种适用于分布式审批工作流的多重短签名方案

传统单路线性工作流难以满足高并发、时效性高的管理事务需求,而采用多层网状分布式架构可以有效解决此类问题。针对分布式审批工作流业务系统中存在的数据交互安全问题,提出了一种安全性较高、签名长度较短的多重短签名方案。首先,在随机预言机模型和CDH困难问题假设下,证明了签名方案的安全性;基于此方案设计了分布式审批工作流交互协议,并进行了安全性分析;运用C语言实现了签名方案,并与同类签名方案进行了效率比较;最后对基于此签名方案的应用系统的优势进行了分析。结果表明,该签名方案效率较高、计算量小,因此,基于此方案的分布式审批工作流适用于高并发、时效性要求高的电子政务系统。     

一种MPLS网络分割策略及故障恢复机制

基于网络通信业务的不断增加,网络规模的增大和复杂程度的提高给现有的集中式故障管理和恢复带来了困难。本文着重提出了一种全新的MPLS网络分割策略。这种策略将大型网络分割成基于边缘路由器的一级域和不包含边缘路由器的二级域。尽量在每个域内实现故障分布式管理和恢复,并给出了基于域的故障恢复机制。     

A distributed model predictive control (MPC) fault reconfiguration strategy for formation flying satellites

In this paper, an active distributed (also referred to as semi-decentralised) fault recovery control scheme is proposed that employs inaccurate and unreliable fault information into a model-predictive-control-based design. The objective is to compensate for the identified actuator faults that are subject to uncertainties and detection time delays, in the attitude control subsystems of formation flying satellites. The proposed distributed fault recovery scheme is developed through a two-level hierarchical framework. In the first level, or the agent level, the fault is recovered locally to maintain as much as possible the design specifications, feasibility, and tracking performance of all the agents. In the second level, or the formation level, the recovery is carried out by enhancing the entire team performance. The fault recovery performance of our proposed distributed (semi-decentralised) scheme is compared with two other alternative schemes, namely the centralised and the decentralised fault recovery schemes. It is shown that the distributed (semi-decentralised) fault recovery scheme satisfies the recovery design specifications and also imposes lower fault compensation control effort cost and communication bandwidth requirements as compared to the centralised scheme. Our proposed distributed (semi-decentralised) scheme also outperforms the achievable performance capabilities of the decentralised scheme. Simulation results corresponding to a network of four precision formation flight satellites are also provided to demonstrate and illustrate the advantages of our proposed distributed (semi-decentralised) fault recovery strategy.     

一种分布式可验证的多秘密共享方案

本文给出了一个在分布式环境下可验证的多秘密共享方案(VMSS)。在以往的多秘密共享方案中一般都是要有一个被称为庄家或秘密分发者(Dealer)的参与才能实现多个秘密的共享,但是在现实的应用中很多情况下都要求秘密共享方案是在无庄家(Dealer)参与下的分布式运算方案,并且要具备一定的防欺骗功能。本文基于Asmuth-Bloom门限方案就给出了这么一种在分布式计算的环境下可验证的多秘密共享方案。     

基于时延调整器的一种多节点链路时延抖动控制

针对多节点综合业务传输链路，提出一种基于起始时延调整的分布式时延抖动控制方案，并通过仿真对比的方法对该方案的有效性进行研究。结果表明，该方案可大幅度减少多节点链路端到端的时延抖动以及网络缓冲空间需求总量，并可使链路节点的缓冲空间分布趋干均衡且具有一致性。     

一种改进的匿名传送分布式签密方案

讨论如何在Mu分布式签密方案中增加匿名传送的功能,分析新方案在随机预言机模型下的安全性和效率,与同样具有匿名传送功能的Kwak-Moon分布式签密方案相比,新方案更适用于通信带宽有限的情形.     

一种抗合谋攻击的基于身份的门限签名方案

基于Paterson签名方案和分布式密钥生成协议,提出了一个新的基于身份的门限签名方案。该方案能有效抵抗合谋攻击和伪造签名攻击,并能实现签名成员的可追查性。无需可信中心参与,群签名成员共同生成群公钥和秘密分发群签名密钥。在标准模型下,该方案是健壮的和对适应性选择消息攻击是不可伪造的。     

一个异构环境下的分布式开发方案

由于网络协议、软硬件平台、开发语言等的不同,导致异构环境下的分布式开发代价高、困难多.本文介绍了一个通用可行、低费用的,基于CORBA分布式对象技术的开发方案 .该方案化解了CORBA技术规范庞大、复杂而带来的困难.文中介绍了该方案在分布式文件系统中文件分布式访问的应用.