本文關(guān)鍵詞：深空通信網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議研究

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【摘要】：隨著人類對(duì)太空的探索逐步從近地空間延伸到太陽系空間和宇宙空間,對(duì)深空環(huán)境的探測(cè)不僅使人類更加了解自身的生存環(huán)境,同時(shí)也推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,深空探測(cè)需要解決的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是深空通信網(wǎng)絡(luò)。深空通信網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)信息傳輸網(wǎng)絡(luò),具有鏈路頻繁中斷、傳輸距離遠(yuǎn)、時(shí)延長(zhǎng)等特點(diǎn),這就要求對(duì)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議重新修正乃至制定新的協(xié)議架構(gòu),才能保證深空通信信息的可靠傳輸。容延遲網(wǎng)絡(luò)研究小組DTNRG最早提出了延遲容忍網(wǎng)絡(luò)DTN的概念,是目前深空通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范架構(gòu),在此架構(gòu)的基礎(chǔ)上如何提升協(xié)議性能包括擁塞控制等是目前各國(guó)也是本文的主要研究?jī)?nèi)容。本文首先介紹目前用于深空鏈路的通信理論和關(guān)鍵技術(shù),用來解決深空通信環(huán)境中出現(xiàn)的鏈路頻繁中斷、非對(duì)稱性和時(shí)延大的問題。并分析了DTN協(xié)議架構(gòu)的包裹層協(xié)議和三種典型會(huì)聚層協(xié)議,其中重點(diǎn)分析了LTP傳輸協(xié)議的通信流程,從理論層面對(duì)三種協(xié)議的特性進(jìn)行了對(duì)比,為下文的仿真場(chǎng)景搭建與系統(tǒng)模擬提供理論支撐。其次,選用比較有代表性的火星探測(cè)任務(wù)作為研究場(chǎng)景,針對(duì)地火通信鏈路的特點(diǎn),通過STK軟件搭建地火通信鏈路仿真模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)會(huì)聚層協(xié)議的性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證,在地火模型基礎(chǔ)上對(duì)信道非對(duì)稱比、BER、鏈路中斷時(shí)間等特性指標(biāo)對(duì)典型傳輸協(xié)議架構(gòu)造成的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明在深空環(huán)境中LTP協(xié)議要比其余的兩種協(xié)議具有更高的吞吐量,但是由于LTP沒有擁塞控制機(jī)制,其性能還有很大的提升空間。本文針對(duì)LTP協(xié)議在深空通信網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中的應(yīng)用情況,明確了影響深空通信網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵要素,重點(diǎn)分析了不同擁塞控制策略的適特點(diǎn)和存在的問題,并采用仿真驗(yàn)證的方法進(jìn)行了性能驗(yàn)證。最后針對(duì)部分擁塞控制策略在DTN網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用情況,提出了一種混合篩選數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移存儲(chǔ)調(diào)整的算法來實(shí)現(xiàn)擁塞控制。其基本思想是通過將存儲(chǔ)壓力轉(zhuǎn)移給鄰接節(jié)點(diǎn)并重新規(guī)劃最優(yōu)傳輸路徑的方式完成數(shù)據(jù)傳輸,并對(duì)算法的性能進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,采用該算法時(shí)提升了數(shù)據(jù)投遞率,同時(shí)降低了丟包率。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN927

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10 李芳;陳德元;Q霉，

本文編號(hào)：1278760