基于中间件的NAT与IPSEC兼容性问题的研究

IP协议没有采取任何安全措施,本质而言是不安全的,为确保IP层通信安全,制定了IPSEC协议。但却与当今广泛采用的地址转换(NAT)技术不兼容,制约着内网用户之间点对点通信的发展。文中介绍了IPSEC与NAT 2种协议的基本原理,分析两者之间存在矛盾的问题所在,结合UDP封装法实现NAT穿越和地址通告的思想,提出了一种基于中间件的IPSEC穿越NAT的方案。     

海洋观测通信组网安全及其硬件加速研究

从我国海洋信息观测需求入手,分析海上临时无线组网安全通信基本需要,提出一种基于AES和RSA算法与消息认证码(MAC)组合的一次性双向口令认证协议,并对RSA算法硬件加速评估,优化算法设计,减少资源消耗,解决海上信息采集临时组网通信安全问题。     

基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议

"北斗"卫星导航系统已经广泛应用在海洋、气象、水利和农业等领域中,利用短报文方式传输各类观测数据。文中介绍了一个基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议,很好地解决了利用"北斗"卫星导航系统长报文传输时存在的数据丢包问题。     

卫星通信大地测量数据传输的安全控制

卫星通信大地测量数据传输的安全不能仅仅依赖于卫星通信本身的保密性,有必要在卫星通信链路之外建立独立的安全解决方案。为此,在原来的大地测量数据传输系统的通信管理部分增加了安全控制模块,用于对发送的数据进行加密和对接受的数据进行解密。在介绍对称密钥加密的基本概念后,分别从四个方面讨论了系统基于对称密钥加密的安全控制策略。最后用C#代码说明了如何基于Microsoft.Net框架实现安全控制模块的加密和解密功能。     

无线移动Ad-hoc路由协议DSR的安全研究

研究分析无线移动Ad-hoc网络中动态源路由协议(DSR,Dynamic Source Routing)面临的多种安全威胁,在分析比较经典DSR安全协议SRP与Ariadne的优势和缺陷的基础上,重点讨论SDSR、SRDP等协议对于DSR安全的优化与改善,分析基于身份和门限的密码体系构建完善安全DSR路由协议的研究方向。     

Huffman数据压缩技术在卫星数据通信中的应用

当前,很多海洋监测平台利用卫星进行数据传输,卫星通信虽然有其自身的优点,但也存在一个突出的问题-通信费用高.针对通过卫星发送的海洋监测数据的特点,采用Huffman数据压缩技术对数据进行压缩,可以提高通信效率,降低通信费用.论文主要介绍了Huffman数据压缩技术原理以及如何将其应用到海洋监测平台的卫星数据通信中.     

低功耗无线网络通信潜标设计应用

介绍了基于802.15.4无线个人网络通信协议和嵌入式模数混合处理器AD 73460在低功耗无线通信潜标系统设计中的应用。内容包括AD 73460(AD I公司的218x系列处理器)和小硬盘在低功耗数据采集电路的设计和基于802.15.4的M AC层无线网络协议芯片(F reesca le公司的M C 13192)在组建无线通信潜标网络中的应用,组建网络的基本形式为星型网络和树型网络。     

一个基于GPU并行加速的海啸数值模型

地震海啸通常发生在大洋板块向陆地板块俯冲的区域,距离震源最近的国家和地区往往在震后5～20 min之内就会遭受到海啸袭击。因此,及时的海啸预警和准确的海啸预报结果对于民众和决策者都至关重要。为了提升海啸预警效率,缩短海啸预报时间,本研究对COMCOT海啸数值模型进行了基于图形计算单元GPU的二次并行开发。将原模型中海啸传播计算模块通过CUDA＿C语言编写内核函数整体移植到GPU上并行加速,CPU负责模型其他代码的执行。为了减少CPU和GPU之间的数据通信,将吸收边界和变量更新函数一并改写。仅在需要输出的时间节点,GPU向CPU传递结果,其他时间步长,CPU和GPU之间只有指令和少量参数传输,基本可视为零耗时。基于GPU并行加速的COMCOT较串行版本效率提升超过67倍,加速性能显著优于基于CPU共享内存的OpenMP并行版本。交叉使用常水深和真实地形,采用均匀滑移海啸源和有限元海啸源对模型的计算结果进行了较为全面的分析检验,相对误差最大不超过1%,为大范围的越洋海啸实时计算提供了有力工具。     

温度或盐度对水下量子密钥分配影响的研究

水下量子密钥分配对保障水下通信安全具有十分重要的意义。本文研究不同温度或盐度的海水对光传输以及水下量子密钥分配的影响。本文在有限的范围内改变水槽中水的温度或盐度,在温盐均匀和有温盐差的海水信道中对出射光进行偏振测试,并进行了基于偏振编码的BB84协议水下量子密钥分配实验研究。研究表明:偏振光经过温盐均匀或有温盐差的模拟海水后其偏振态几乎不发生变化;在温盐均匀的海水中,温度或盐度的变化几乎不改变误码率,但在温盐不均匀的海水中,误码率随温盐差的增大呈增加趋势。     

RS-485总线在海气边界层观测系统中的应用

文中介绍了RS-485总线在海气边界层观测系统的一个应用实例,包括RS-485总线的基本特性和MODBUS通信协议,重点对RS-485总线在系统中的应用架构及系统的高层通信协议的设计思路作了详细介绍.实际应用表明,系统采用RS-485总线通讯,具有易于安装维护、工作稳定、可靠的特点.     

动态双绑:一种ARP缓存污染解决方案

ARP协议设计使之易受到ARP缓存污染的攻击。ARP缓存污染又衍生出中间人攻击等各种网络安全问题。现有的解决方案多种多样但各有优缺点。本文基于ARP缓存污染攻击规律,利用动态IP-MAC绑定算法配合交换机ARP检查功能,设计了1种适用于大型网络的、灵活易部署的ARP缓存污染解决方案。实验证明了解决方案的有效性。     

基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统的设计与研发

北斗一代和北斗二代短报文每次通信数据长度只有78个字节，每次通信后间隔60秒或者300秒才能进行下一次通信，远远满足不了海洋观测实时通信的需求。设计了一套基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统，北斗多卡机作为数据发送端，采用哈夫曼压缩算法将观测数据压缩后分成多个数据包，通过多个北斗卡分别发送，岸站接收系统接收到分包的数据后，将接收的数据包解压缩并整合成完整的观测数据。哈夫曼压缩算法将观测数据压缩50%左右，将1组观测数据压缩后发送3次，通过岸上3个月和海上1个月的测试，观测数据接收成功率达到了96%以上，验证了基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统的可行性和实用性。     

GPS接收机与PC机间串口通信的实现

简要介绍了当前流行的几种串口通信程序开发模式以及GPS接收机广泛采用的NMEA0183通信协议，设计了串口通信类CSerialPortGPS，该类能够实现GPS接收机与Pc机问的串口通信，并且能够对遵循NMEA0183协议的GPS数据进行数据校验和数据提取，并成功地将该类应用到了车载定位导航系统的开发中。     

水下光学无线通信的海水信道特性研究

提出了将具有比声学高达几倍的数据通信速率,良好的安全性和隐蔽性的光学无线通信技术应用于海军、海洋科学研究和水下工程等领域,实现高速率的水下无线通信技术实现海量数据的信息交换.基于生物光学特性的水下光学信道模型,建立了水下光学通信系统性能分析方法.并对基于发光二极管(LED)的水下光学无线通信系统进行了仿真,其结果表明所建立的方法可以进行各种海域水质环境的模拟,便于时水下光学无线通信系统性能进行预测评估,为水下光学无线通信系统的设计方案的评估提供了依据.     

Digital underwater acoustic voice communications

This paper describes the design of an underwater acoustic diver communication system controlled by a digital signal processor. The speech signal transmission rate is compressed by using linear predictive coding (LPC) and the extracted parameters are transmitted through the water to a synchronized receiver by employing digital pulse position modulation (DPPM). The pulse position in each time frame is estimated by an energy detection and decision algorithm which enables the received LPC parameters to be recovered and used to synthesize the speech signal     

MIMO Underwater Acoustic Communication in Shallow Water with Ice Cover

Although multiple-input multiple-output(MIMO) underwater acoustic(UWA) communication has been intensively investigated in the past years, existing works mainly focus on open-water environment. There is no work reporting MIMO acoustic communication in under-ice environment. This paper presents results from a recent MIMO acoustic communication experiment which was conducted in Bohai Gulf during winter. In this experiment, high frequency MIMO signals centered at 10 kHz were transmitted from a two-element source array to a four-element vertical receiving array at 1 km range. According to the received signal of different array elements, MIMO acoustic communication in under-ice environment suffers less effect from co-channel interference compared with that in open-water environment. In this paper, time reversal followed by a single channel decision feedback equalizer is used to process the experimental data. It is demonstrated that this simple receiver is capable of realizing robust performance using fewer hydrophones(i.e. 2) without the explicit use of complex co-channel interference cancelation algorithms, such as parallel interference cancelation or serial interference cancelation.     

无线传感器网络路由协议研究

总结目前已提出的基于地理位置信息的无线传感器网络路由协议存在的问题,着重讨论路由协议中的安全性能,分析GPSR和GEAR存在的能量消耗和安全性能问题,以改进GEAR路由协议。文中将新设计的路由协议的安全性能与GPSR和GEAR进行了比较,结果表明该路由协议不仅可以节省无线传感器节点的能量消耗,而且还可以抵抗一些针对无线传感器网络的特定方式的攻击。     

向环境监测系统推荐SDI-12通讯标准

本文推荐 的SDI－12通讯标准是近五年来欧美国家在环境监测中广泛使用的一种串行数据通讯接口协议，在该协议支持下，只要通过一根三芯电缆，即可把一台数据采记录器与多台现场多要素检测仪联系起来，且具有远距离传送，全天候防护和节省经费的优点。     

Application of satellite communication to hydrographic data processing

The Hydrographic Department and the Information Systems Department at the Naval Oceanographic Office (NAVOCEANO) successfully transmitted coastal area sounding and position data collected by USNS John McDonnell, a recently built survey vessel, from the Gulf of Mexico to NAVOCEANO at Stennis Space Center, Mississippi.

Two external modems were used to modulate and demodulate the data that were received from a MICROVAX 3400 aboard USNS McDonnell and sent to the Intergraph Interactive Workstation at NAVOCEANO via the MARISTAT communication satellite. The Kermit file transfer protocol was used to bridge the different operating environments between input/output (I/O) devices and central processors.

Office processors were able to evaluate the data prior to the departure of the survey platform from the area. From this data, smooth sheets‐were produced. Equipment upgrades and more efficient use of satellite availability within the entire INMARSAT system should allow near‐real‐time editing and validation of field hydro‐graphic data.     

Design of a Propagation-Delay-Tolerant MAC Protocol for Underwater Acoustic Sensor Networks

Underwater acoustic sensor networks (UASNs) can be employed in a vast range of applications, retrieving accurate and up-to-date information from underneath the ocean's surface. Although widely used by terrestrial sensor networks, radio frequencies (RFs) do not propagate well underwater. Therefore, acoustic channels are employed as an alternative to support long-distance and low-power communication in underwater sensor networks even though acoustic signals suffer from long propagation delay and have very limited bandwidth. In this paper, we introduce an adaptive propagation-delay-tolerant collision-avoidance protocol (APCAP) for the media access control (MAC) sublayer of UASN. The protocol includes an improved handshaking mechanism that improves efficiency and throughput in UASN where there is a large propagation delay. The mechanism guarantees nodes that can potentially interfere with a forthcoming transmission are properly informed. It also allows a node to utilize its idle time while waiting for messages to propagate, which is otherwise wasted by most existing MAC protocols. The simulation results indicate that where employed by UASN, APCAP exhibits good performance and outperforms the other MAC protocols examined in this paper.