基于块编码的自适应安全可靠机载网络传输协议设计与实现

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机载网络是一种以有人驾驶飞机或者无人机为节点的新型移动无线自组织网络。与传统的无线自组织网络相比,机载网络处于更加复杂的网络空间环境,传输链路带宽受限、频繁的链路通断变化、较高的误码率,特别是平台的时效性和移动性的特点,使得机载网络的网络拓扑具有较大的时变特性和高动态特性。针对以上特性,本文提出一种基于块编码的自适应安全可靠机载网络传输协议,在复杂多变的机载网络环境下,更好地适用于时延敏感的特定应用场景。本文的研究内容如下:首先,基于UDP协议简单、传输速度快的优点,将机载网络传输协议设计在UDP之上。基于线性网络编码的前向纠错方法,设计基于块的安全可靠编码方案。同时利用每次编码时不同的加密矩阵与明文做加密运算,达到了安全保密的目的。在加密矩阵计算中还使用了编码序列号,可以抵御重放攻击等网络威胁。其次,为传输协议设计自适应调整编码参数模块,根据链路状态自适应调整编码参数。研究适用于机载网络的流量控制机制和拥塞控制机制,依据带宽变化率来区分丢包类型,并根据带宽估计值来调整发送速率大小,以达到流量控制和拥塞控制这一目标。最后,对协议进行了设计与性能测试。分模块对发送端和接收端分别进行设计。详细描述了协议的框架、报文结构等内容,介绍了一些主要的数据结构和涉及到的函数实现。协议测试实验结果表明,本文设计的传输协议在机载网络时延变化频繁、高误码率、带宽受限的情况下,具有较好的传输性能。
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