隨著航空航天和衛(wèi)星載荷技術(shù)的發(fā)展,空間通信將為我國(guó)未來(lái)空間科學(xué)探測(cè)、空間信息應(yīng)用、軍民應(yīng)急救援等多個(gè)領(lǐng)域提供必要保障�？臻g通信的環(huán)境和鏈路特性不同于地面網(wǎng)絡(luò),空間網(wǎng)絡(luò)存在拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化、體系多樣異構(gòu),空間鏈路存在高誤碼、長(zhǎng)延遲、速率非對(duì)稱(chēng)乃至頻繁的隨機(jī)中斷等特性,給空間任務(wù)遙控遙測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸造成巨大的挑戰(zhàn)。大量地面網(wǎng)絡(luò)成熟協(xié)議技術(shù)難以滿(mǎn)足空間通信應(yīng)用需求。協(xié)議架構(gòu)及傳輸方案是影響空間網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的關(guān)鍵因素,需在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、協(xié)作融合、統(tǒng)一處理并能夠有效應(yīng)對(duì)空間鏈路不良特性,具備兼容性和可擴(kuò)展性。容遲容斷網(wǎng)絡(luò)（Delay/Disruption-Tolerant Network,DTN）是一種能夠適應(yīng)空間通信環(huán)境的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提供應(yīng)對(duì)間歇、動(dòng)態(tài)、中斷網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸方案。本文針對(duì)空間網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀和需求,通過(guò)數(shù)學(xué)建模、仿真驗(yàn)證與理論分析,系統(tǒng)地研究了 DTN網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵協(xié)議及不同協(xié)議組合在空間網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的傳輸性能,為相關(guān)協(xié)議在未來(lái)空間任務(wù)中的實(shí)際應(yīng)用提供了理論支撐。本文主要工作和貢獻(xiàn)如下:1.依托半實(shí)物仿真平臺(tái)評(píng)估DTN空間應(yīng)用傳輸性能,重點(diǎn)研究空間傳輸鏈路特性對(duì)協(xié)議性能的制約。主要... 

【文章來(lái)源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１未來(lái)深空通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［２力??傳輸性能是空間通信的核心問(wèn)題，嚴(yán)重影響和制約其應(yīng)用與發(fā)展

ＳＣＰＳ（Ｓｐａｃｅ?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ?Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）＾３６］協(xié)議、容遲容斷網(wǎng)絡(luò)??（Ｄｅｌａｙ／Ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ－Ｔｏｌｅｒａｎｔ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，?ＤＴＮ）?［３７］協(xié)議體系，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在?ＯＳＩ?模型中的??對(duì)比關(guān)系如圖１．２所示，表１．１則列舉了各自的優(yōu)缺點(diǎn)及主要應(yīng)用場(chǎng)景。??容遲容斷應(yīng)用?應(yīng)用層??？消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制??節(jié)點(diǎn)與端點(diǎn)機(jī)制??ＦＴＰ、?Ｂｕｎｄｌｅ????ＨＴＴＰ、?ＳＣＰＳ－ＦＰ或?協(xié)議?命名與尋址機(jī)制??應(yīng)用層?Ｔｅｌｎｅｔ等?者其他應(yīng)用?ｄｔｎ?（ｂｐ?路由與轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制??相件?）????！?覆蚤層??扭懺?安全機(jī)制??服務(wù)質(zhì)量保障機(jī)制??匯聚層適紀(jì)器??（用于ＬＴＰ、ＴＣＰ＾）??估輸?ｐ?ＳＣＰＳ－ＴＰ??作撕?ＴＣＰ／ＵＤＰ?Ｉ?ＳＣＰＳ－ＳＰ?ＴＣＰ／ＵＤＰ?ＬＴＰ?可擴(kuò)展其它??網(wǎng)絡(luò)層?ＩＰｖ４／ＩＰｖ６?｜?ＳＣＰＳ－ＮＰ?ＩＰｖ４／ＩＰｖ６?｜?ＳＣＰＳ－ＮＰ?空間分組協(xié)議??習(xí)?鏈路層????１??卜??物理層?｜?射頻和調(diào)制系統(tǒng)??ＴＣＰ?｜?ＳＣＰＳ?Ｉ?ＤＴＮ??圖１．２相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在ＯＳＩ模型中的對(duì)比??表１．１現(xiàn)有空間通信協(xié)議體系比較??ＴＣＰ／ＩＰ?ＣＣＳＤＳ－ＳＣＰＳ?ＤＴＮ?協(xié)議??起源?地面網(wǎng)絡(luò)?空間通信專(zhuān)用?深空通信???，?，?容遲容斷、適應(yīng)惡劣通信環(huán)??優(yōu)點(diǎn)?協(xié)議成熟、開(kāi)發(fā)成本低?針對(duì)空間通信環(huán)境開(kāi)發(fā)?和＾???境，協(xié)議兼容性好???延遲容忍、中斷恢復(fù)差

支持文件、圖像、遙測(cè)和遙控報(bào)文等空間傳輸。ＳＣＰＳ［６５＿６６］是基于ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議進(jìn)??行擴(kuò)充和改進(jìn)，為適應(yīng)空間特殊復(fù)雜的通信環(huán)境而提出空間通信協(xié)議，其端到端通信協(xié)議??模型如下圖１．３［６？１。??終遄?終端??應(yīng)用層＊??表示層—?ＳＣＰＳ－ＦＰ－ｈ＇?ＳＣＰＳ－ＦＰ－??會(huì)話層＜??傳輸層?ｖ?ＳＣＰＳ－ＴＰＶ?路由?Ｓ—?路?ａｓ－?ＳＣＰＳ－ＴｔＶ??ＳＣＰＳ－ＳＰ＋丨—?＇?￣｜ＳＣＰＳ－ＳＰ如｜??網(wǎng)絡(luò)層－－?１１?ＳＣＰＳ－ＭＰ—１?ＳＣＰＳ－ＮＰ??ＳＣＰＳ－ＮＰ—１?ＳＣＰＳ－ＮＰ—１??＿ｍｍ?ｍ－?ｍｍ?顧．?底?＆??子網(wǎng)－?子網(wǎng)＊?子網(wǎng)，?子網(wǎng)￣??＂＂￣１?￣Ｌ＇￣Ｊ?ｉ?■丨Ｔ＂?１＾＾－－丄１－－－??ＯＳＩ植型?ＳＣＰＳ系統(tǒng)傳輸鎮(zhèn)型Ｖ??圖１．３端到端ＳＣＰＳ協(xié)議棧模型??ＳＣＰＳ與ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧在ＯＳＩ模型中的比較如圖１．４所示�？梢�(jiàn)ＳＣＰＳ－ＦＰ協(xié)議類(lèi)似??于ＴＣＰ／ＩＰ中的文件傳輸協(xié)議ＦＴＰ，主要用于文件傳輸設(shè)計(jì)，與ＦＴＰ相比更適應(yīng)于空間復(fù)??雜的通信環(huán)境。此外ＳＣＰＳ－ＦＰ改進(jìn)了數(shù)據(jù)壓縮算法，支持停止等待和繼續(xù)重傳等文件傳??輸機(jī)制，針對(duì)帶寬受限的空間通信環(huán)境，以最小通信代價(jià)保障數(shù)據(jù)傳輸，并優(yōu)化比特效率。??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2928197