本文關(guān)鍵詞：基于CCSDS的空間網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《電子科技大學(xué)》 2011年

基于CCSDS的空間網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn)

李勇  

【摘要】：當(dāng)前,人類越來(lái)越重視對(duì)太空領(lǐng)域的探索,從而加快了對(duì)空間通信技術(shù)的發(fā)展。與此同時(shí),因特網(wǎng)也經(jīng)歷了爆炸性的發(fā)展。將因特網(wǎng)與空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)合構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)已成為未來(lái)空間網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)發(fā)展的一種趨勢(shì)。 然而,簡(jiǎn)單地將空間網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)結(jié)合并不能達(dá)到預(yù)期的效果。因?yàn)閮煞N網(wǎng)絡(luò)擁有不同的特點(diǎn),對(duì)應(yīng)的支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)牡讓訁f(xié)議也就不一樣。所以,構(gòu)建天地一體化的網(wǎng)絡(luò),至少需要三步:一、為了達(dá)到協(xié)議的轉(zhuǎn)換,需要協(xié)議網(wǎng)關(guān);二、為了更好的支持多種上層應(yīng)用,需改進(jìn)現(xiàn)有空間協(xié)議僅支持少有數(shù)據(jù)類型的缺點(diǎn);三、對(duì)二網(wǎng)合一所遇到的其他問(wèn)題進(jìn)行解決。典型的IP over AOS(Advanced Orbiting Systems,高級(jí)在軌系統(tǒng))網(wǎng)關(guān)正好能滿足前兩步,但是對(duì)于第三步卻不能做到很好的支持。 本文主要針對(duì)典型的IP over AOS網(wǎng)關(guān)所遇到的問(wèn)題進(jìn)行解決,包括該網(wǎng)關(guān)不能提供服務(wù)保障機(jī)制以及傳輸層性能低下兩方面。首先,由于不同類別的應(yīng)用具有不同的重要性、不同的特點(diǎn),故占用不同的虛信道。所以,本文采用的服務(wù)保障機(jī)制是針對(duì)虛信道進(jìn)行的,從而達(dá)到為上層應(yīng)用數(shù)據(jù)提供服務(wù)保障的能力。此服務(wù)保障機(jī)制主要針對(duì)虛信道進(jìn)行流量控制,達(dá)到各虛信道對(duì)寶貴的衛(wèi)星無(wú)線鏈路的合理分配;然后在實(shí)際將虛信道中的傳輸幀調(diào)度至物理信道時(shí),按照虛信道優(yōu)先級(jí)的高低決定數(shù)據(jù)的重要程度或優(yōu)先級(jí)高低:優(yōu)先級(jí)高的虛信道先調(diào)度至物理信道發(fā)送。通過(guò)以上兩步處理,從而做到了在合理使用帶寬的情況下,同時(shí)也保障優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)得到優(yōu)先服務(wù)。此外,針對(duì)將TCP協(xié)議直接部署于IP over AOS網(wǎng)關(guān)所產(chǎn)生的問(wèn)題(即TCP應(yīng)用的性能極其低下)進(jìn)行了解決。針對(duì)CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,太空數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì))提出的SCPS-TP(Space Communications Protocol Specification Transport Protocol,空間通信協(xié)議規(guī)范-傳輸層協(xié)議)與典型的IP over AOS網(wǎng)關(guān)的融合提出了幾種方案。通過(guò)對(duì)比分析,選擇了一種簡(jiǎn)單地、適合于項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景需要的方案,并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。同時(shí),對(duì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析和解決。另外,鑒于并不是所有的TCP應(yīng)用都需要傳輸層性能增強(qiáng),以及并不是所有TCP報(bào)文的性能都能增強(qiáng)等因素,本文又提出了選擇性增強(qiáng)的方案,即僅僅針對(duì)某些類別的TCP數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸層性能增強(qiáng)。 最后,本文在Ubuntu系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了擁有服務(wù)保障機(jī)制和選擇性傳輸層性能增強(qiáng)的IP over AOS網(wǎng)關(guān)。同時(shí)又針對(duì)進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了以上兩種方案的可行性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP393.04
【目錄】：

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