网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及互联网技术领域，公开了一种网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法及装置，该方法包括：建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型；根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型；根据弹性事件触发机制所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型；根据所述卫星系统模型应用线性矩阵不等式技术获取滤波器增益矩阵，并根据所述滤波器增益矩阵设计周期拒绝服务攻击下的全阶滤波器。通过上述方式，本发明专利技术实施例能够保证卫星系统安全稳定运行的同时避免传输不必要的信号，减轻了通信网络的传输压力，节省了有限的网络带宽资源。宽资源。宽资源。

【技术实现步骤摘要】
网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及互联网
，具体涉及一种网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，网络奇异系统的安全滤波问题备受关注。网络奇异系统中，利用通信网络对采集的动态信息以及各类滤波信号进行传输，随着网络开放程度的增加，就越容易遭受网络攻击。攻击者主要对网络进行欺骗攻击和拒绝服务攻击，其中，拒绝服务攻击出现的频率最高，其目的是占用通信通道，消耗网络带宽，从而阻断正常通信，甚至导致网络奇异系统不稳定。
[0003]网络奇异系统模型，比标准状态空间系统模型更能普遍和自然地描述实际的动力学系统，在航空航天领域得到了广泛应用。可以将网络奇异系统模型应用于实际的卫星系统，但也会面临通信资源短缺的难题。传统的时间触发机制已经不能满足节省通信资源的需求，控制器的设计对于应用场景也具有一定的局限性。为了提高通信资源的利用率，越来越多的学者们开始研究网络控制系统的稳定性问题，而网络奇异系统却很少有学者研究。随着无线网络的日益开放，网络奇异系统更容易受到拒绝服务攻击，可是目前几乎没有与网络奇异系统的安全滤波相关的成果。
[0004]卫星系统中，传统的周期采样会产生大量冗余信号，从而增加网络通信的压力，如何设计出既能维持卫星系统稳定性能，也能节省网络通信资源的滤波策略，是目前急需解决的难题。同时，随着卫星系统的规模不断扩大，卫星网络间的互联也在不断加强。网络互联能够提高卫星系统整体运行的经济性，而全阶滤波作为卫星系统安全稳定运行的一种重要滤波手段，从而成为研究的热点。在网络化卫星系统中，多个节点共用同一带宽资源，且易受周期拒绝服务攻击的影响，所以节省有限的网络带宽，避免拥堵，有效抵消攻击者的干扰也很有意义。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供了一种网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法及装置，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法，所述方法包括：建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型；根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型；根据弹性事件触发机制、所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型；根据所述卫星系统模型应用线性矩阵不等式技术获取滤波器增益矩阵，并根据所述滤波器增益矩阵设计周期拒绝服务攻击下的全阶滤波器。
[0007]在一种可选的方式中，所述建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型，包括：确定所述卫星系统的动力学方程；根据所述动力学方程确定所述卫星系统的状态空间；根据
所述状态空间建立网络奇异系统在卫星系统中的所述应用模型。
[0008]在一种可选的方式中，所述根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型，包括：根据周期拒绝服务攻击行为建立所述周期拒绝服务攻击模型；根据所述周期拒绝服务攻击模型确定滤波器的实际输入；建立所述滤波器模型并引入所述滤波器的实际输入。
[0009]在一种可选的方式中，所述根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型，包括：确定所述滤波器模型为：
[0010]其中，x
f
(t)表示滤波器状态向量，z
f
(t)表示估计信号，A
f
，B
f
，C
f
为具有预设维数的滤波器增益矩阵，E
f
是奇异矩阵，表示滤波器的实际输入；D
1，n
表示无攻击区间，D
2，n
表示攻击区间，{t
k，n
h}(t
0，n
h＝f
n
)是弹性事件触发机制产生的触发时间序列，f
n
＝nT，n∈N为周期数，T为攻击的作用周期，h表示采样周期。
[0011]在一种可选的方式中，所述根据弹性事件触发机制、所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型，包括：根据弹性事件触发机制，对事件区间进行分段获取分段函数；根据所述分段函数调整所述滤波器的实际输入；根据所述应用模型、所述滤波器模型以及调整后的所述滤波器的实际输入建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型。
[0012]在一种可选的方式中，所述根据所述滤波器增益矩阵设计周期拒绝服务攻击下的全阶滤波器，包括：将所述滤波器增益矩阵应用到所述滤波器模型中，得到周期拒绝服务攻击下的所述全阶滤波器：
[0013]其中，表示无攻击情况下的滤波器增益矩阵，表示有攻击情况下的滤波器增益矩阵。
[0014]在一种可选的方式中，所述根据所述卫星系统模型应用线性矩阵不等式技术获取滤波器增益矩阵，包括：确定周期拒绝服务攻击的攻击参数；确定满足弹性触发条件的线性矩阵不等式；根据所述卫星系统模型、所述攻击参数以及所述线性矩阵不等式进行仿真，获取触发矩阵和所述滤波器增益矩阵。
[0015]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计装置，所述装置包括：第一系统模型建立单元，用于建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型；滤波器模型建立单元，用于根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型；第二系统模型建立单元，用于要弹性事件触发机制、所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型；全阶滤波器模型建立单元，用于根据所述卫星系统模型应用线性矩阵不等式技术获取滤波器增益矩阵，并根据所述滤波器
增益矩阵设计周期拒绝服务攻击下的全阶滤波器。
[0016]根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
[0017]所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法的步骤。
[0018]根据本专利技术实施例的又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法的步骤。
[0019]本专利技术实施例通过建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型；根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型；根据弹性事件触发机制、所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型；根据所述卫星系统模型应用线性矩阵不等式技术获取滤波器增益矩阵，并根据所述滤波器增益矩阵设计周期拒绝服务攻击下的全阶滤波器，能够保证卫星系统安全稳定运行的同时避免传输不必要的信号，减轻了通信网络的传输压力，节省了有限的网络带宽资源。
[0020]上述说明仅是本专利技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络奇异系统在卫星系统中的滤波器设计方法，其特征在于，所述方法包括：建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型；根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型；根据弹性事件触发机制、所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型；根据所述卫星系统模型应用线性矩阵不等式技术获取滤波器增益矩阵，并根据所述滤波器增益矩阵设计周期拒绝服务攻击下的全阶滤波器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立网络奇异系统在卫星系统中的应用模型，包括：确定所述卫星系统的动力学方程；根据所述动力学方程确定所述卫星系统的状态空间；根据所述状态空间建立网络奇异系统在卫星系统中的所述应用模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型，包括：根据周期拒绝服务攻击行为建立所述周期拒绝服务攻击模型；根据所述周期拒绝服务攻击模型确定滤波器的实际输入；建立所述滤波器模型并引入所述滤波器的实际输入。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据周期拒绝服务攻击模型，建立滤波器模型，包括：确定所述滤波器模型为：其中，x
f
(t)表示滤波器状态向量，z
f
(t)表示估计信号，A
f
，B
f
，C
f
为具有预设维数的滤波器增益矩阵，E
f
是奇异矩阵，表示滤波器的实际输入；D
1，n
表示无攻击区间，D
2，n
表示攻击区间，是弹性事件触发机制产生的触发时间序列，f
n
＝nT，n∈N为周期数，T为攻击的作用周期，h表示采样周期。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据弹性事件触发机制、所述应用模型以及所述滤波器模型建立周期拒绝服务攻击下基于网络奇异系统的卫星系统模型，包括：根据弹性事件触发机制，对事件区间进行分段获取分段函数；根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕旺，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：