空天网络DTN协议束分段策略仿真研究

论文摘要

传统的TCP协议基于存在“永久的”端到端连接这一假设,然而在空天网络中,由于网络的长时延、间歇连接等的特性,很难建立或者根本不存在端到端的连接。DTN协议在TCP层上增加“束层”提供跳到跳的保管传输功能,很好地解决了这一难题。但是束层协议中对分段只是作了一个基本的介绍,并没有充分地考虑空天网络间歇连接和链路的可预测性。本文仿真研究了不同主动分段大小对网络性能的影响,并提出了一种改进的主动分段策略。本文首先介绍束层协议的工作机制以及DTN协议体系结构的实现原型,分析了束层的主动分段策略、被动分段策略和分段重组,以及他们在DTN2中是如何实现的。在此基础上提出了一种改进的主动分段策略,充分利用空天网络中连接的可预见性,根据连接的连通时间、传输速率,在源端为每次连接动态地主动分配待传送数据大小以提高网络的性能。最后在STK中进行了间歇连接的场景分析,根据STK中的仿真参数在ONE软件中搭建了相应的场景,然后连接ONE与dtnd,即采用DTN的协议结构进行间歇连接场景的仿真,比较了基于改进的主动分段算法的协议与基于不分段、被动分段和主动分段算法的协议对网络性能的影响,仿真结果表明,基于改进的主动分段算法的协议能提高间歇连接场景的报文递交率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 空天DTN 网络的特征
• 1.3 空天网络协议研究现状及趋势
• 1.4 主要内容及章节安排
• 2 DTN 协议概述
• 2.1 束协议
• 2.2 束层与底层的交互
• 2.3 DTN 协议体系结构的实现原型
• 2.4 DTN 协议中束的分段
• 2.5 基于主动分段的改进策略
• 2.6 本章小结
• 3 空天DTN 网络间歇连接场景分析
• 3.1 仿真参数设置
• 3.2 LEO 卫星与地面站的通信场景仿真
• 3.3 本章小结
• 4 空天网络DTN 协议束分段策略仿真
• 4.1 仿真平台介绍
• 4.2 DTN 束协议的仿真实现
• 4.3 仿真结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献