基于SDN/NFV的航空信息网络架构

作者： 宋鑫康   王翔   付皓通   赵尚弘   来源： 天地一体化信息网络 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空集群   网络服务   软件定义网络   网络功能虚拟化  

描述： 航空信息网络作为集群作战效能涌现的关键支撑,其设计架构将影响航空领域作战模式。基于航空集群未来作战需求,介绍传统航空信息网络存在的不足,分析SDN/NFV的技术特点,在此基础上将SDN/NFV技术与航空信息网络相结合,提出基于SDN/NFV的航空信息网络架构,并简要阐述其组成部分;总结基于SDN/NFV的航空信息网络架构的未来研究方向和挑战。对建立航空信息网络高效信息交互和资源的细粒度聚合能力进行探索,为未来航空信息网络的发展提供参考。

支持差异化服务的航空信息网络切片策略

作者： 宋鑫康   赵尚弘   王翔   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空集群   资源聚类   网络功能虚拟化   网络切片   差异化服务  

描述： 针对航空集群各作战任务对网络性能需求的差异，研究了灵活耦合任务需求的航空信息网络切片问题。按照任务特性定义网络切片类型及性能特征，以任务资源需求为约束构建切片性能最优化整数规划模型，将网络切片构建问题分解为平台资源聚类和链路资源聚类2个步骤，提出了基于粒子群的平台资源聚类算法和基于感知节点的链路资源聚类算法。平台资源聚类阶段通过基于聚类因子排序的粒子群聚类算法进行迭代求解；链路资源聚类阶段，以各网络切片性能和链路负载率为优化目标，在平台资源聚类的基础上完成链路资源聚类。研究结果表明：所提算法构建的航空信息网络切片可满足不同任务对平台资源以及网络传输能力的需求，平台资源利用率和链路负载率显著改善。

机器学习在航空发动机排气温度预测中的应用研究

作者： 易文川   王兴   王翔   唐庆如   来源： 舰船电子工程 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   机器学习   性能评估   排气温度   预测算法  

描述： 排气温度是优化发动机性能和排放的关键参数，目标是在预测排气温度的基础上评估四种经典机器学习回归算法，即人工神经网络、随机森林、支持向量回归和门控循环单元。燃油流量、滑油压力和转速是模型输入，所有的机器学习模型在可接受的误差范围内预测了排气温度。相互比较时，门控循环单元的预测精度最高，但它通常需要高质量的无噪声数据；随机森林的精度最低，但需要的计算资源最少；支持向量回归在耗费高计算资源的前提下保证了较好的预测精度；人工神经网络是最合适的预测算法，但它存在繁琐的超参数调整过程。结果表明，经过良好训练的机器学习模型可以准确预测航空发动机排气温度，同时也有助于优化发动机性能、排放和寿命。

机器学习在航空发动机排气温度预测中的应用研究

作者： 易文川   王兴   王翔   唐庆如   来源： 舰船电子工程 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   机器学习   性能评估   排气温度   预测算法  

描述： 排气温度是优化发动机性能和排放的关键参数，目标是在预测排气温度的基础上评估四种经典机器学习回归算法，即人工神经网络、随机森林、支持向量回归和门控循环单元。燃油流量、滑油压力和转速是模型输入，所有的机器学习模型在可接受的误差范围内预测了排气温度。相互比较时，门控循环单元的预测精度最高，但它通常需要高质量的无噪声数据；随机森林的精度最低，但需要的计算资源最少；支持向量回归在耗费高计算资源的前提下保证了较好的预测精度；人工神经网络是最合适的预测算法，但它存在繁琐的超参数调整过程。结果表明，经过良好训练的机器学习模型可以准确预测航空发动机排气温度，同时也有助于优化发动机性能、排放和寿命。

软件定义航空集群机载战术网络

作者： 赵尚弘   陈柯帆   吕娜   王翔   赵静   来源： 通信学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 网络服务   航空集群   软件定义网络   任务规划   机载战术网络  

描述： 航空集群是受生物集群行为启发而产生的一种全新航空作战力量体系,在引发未来航空作战力量运用方式产生新变革的同时,也将给作为集群成员间联系与沟通纽带的机载战术网络(ATN,airborne tactical network)带来全新的挑战。基于航空集群作战应用需求,对航空集群机载战术网络(ATNAS,airborne tactical network of aeronautic swarm)进行了介绍,分析了航空集群作战应用对航空集群机载战术网络的基本能力需求,总结了将软件定义网络(SDN,software defined network)设计思想运用于航空集群机载战术网络构建的优势;在此基础上,提出软件定义航空集群机载战术网络(SDATN-AS,software defined airborne tactical networking for aeronautic swarm),并对其基本架构进行了阐述;归纳总结了软件定义航空集群机载战术网络的未来研究方向和挑战。对支持未来航空集群成员间高效信息交互的机载战术网络形态进行了探索,为明确未来机载战术网络的演进方向提供了参考和借鉴。

面向大规模航空集群组网的控制器部署方法

作者： 付皓通   王翔   赵尚弘   宋鑫康   薛凤凤   来源： 空军工程大学学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： Pareto前沿   航空集群网络   软件定义网络   多目标优化   控制器部署  

描述： 软件定义网络（SDN）使得控制平面与数据平面解耦，可用来优化航空集群网络体系结构。针对航空集群网络大规模组网需求，设计了一种面向大规模航空集群网络的控制器部署优化算法，将多控制器部署转化为集群划分和子群部署两个阶段，首先基于负载均衡将集群划分为不同子群，然后以全网性能最优为目标于各子群内进行多目标寻优，获得Pareto前沿解。仿真实验评估了所提算法在负载均衡指数、全网平均传播时延、平均失连概率等方面的性能。实验结果表明：与现有算法相比，所提算法有效地提升了全网性能，同时具有较低的时间复杂度，适用于解决大规模动态场景下的航空集群网络控制器部署问题。

基于网络分域的航空信息网络控制器部署方法

作者： 付皓通   王翔   赵尚弘   宋鑫康   薛凤凤   来源： 空军工程大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 网络分域   软件定义网络   航空信息网络   控制器部署   网络资源管控  

描述： 利用SDN的技术优势，可建立航空信息网络平台集中管控与资源统一调度的能力，显著提升网络管理能力与任务服务水平。为构建SDN范式的航空信息网络，首先需要解决控制节点的部署问题。结合航空场景特点，提出一种网络划分与区域部署的控制器部署方法，首先依据网络关键性能指标实现网络的快速划分，接下来基于可靠性最大化在网络中部署控制器。仿真结果表明：所提算法具有较低的计算复杂度，并对平均请求时延、负载均衡指数、网络部署成本及可靠性等指标具有较好的优化性能，适用于解决航空场景下的控制器部署问题。

基于网络分域的航空信息网络控制器部署方法

作者： 付皓通   王翔   赵尚弘   宋鑫康   薛凤凤   来源： 空军工程大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 网络分域   软件定义网络   航空信息网络   控制器部署   网络资源管控  

描述： 利用SDN的技术优势，可建立航空信息网络平台集中管控与资源统一调度的能力，显著提升网络管理能力与任务服务水平。为构建SDN范式的航空信息网络，首先需要解决控制节点的部署问题。结合航空场景特点，提出一种网络划分与区域部署的控制器部署方法，首先依据网络关键性能指标实现网络的快速划分，接下来基于可靠性最大化在网络中部署控制器。仿真结果表明：所提算法具有较低的计算复杂度，并对平均请求时延、负载均衡指数、网络部署成本及可靠性等指标具有较好的优化性能，适用于解决航空场景下的控制器部署问题。