深空通信中长距离传输协议性能分析

论文摘要

深空通信具有长延时,高误码率,长而可变中断,非对称信道等特点,为此,国际空间咨询委员会提出了适用于深空网络中的文件分发协议。DTN网络作为深空网络概念的进一步扩展,具有广泛的应用前景。本文主要对CFDP协议和DTN网络中的协议进行了分析,研究内容包括以下几个方面:首先,对提示否定确认模式CFDP的传输机理进行了研究,并对其传输延时进行了仿真,分析了影响深空通信中利用CFDP协议传输文件数据延时的因素,包括误码率、传输速率、协议数据单元的大小和数量,外部触发事件的个数。得到了深空通信典型应用条件下对误码率的要求,以及其它参数的选取原则。其次,对异步否定确认模式CFDP的传输机理进行了研究,在传输过程中引入了重传计时器。并对影响文件传输延时的误码率、传输速率、协议数据单元的大小和数量,外部触发事件的触发时刻,重传计时次数等因素进行了仿真分析得到了深空通信典型应用条件下对误码率的要求,以及其它主要参数的选取原则,为它在深空通信中的进一步应用和改进提供了参考。再次,对CFDP协议的四种可靠传输方式进行了仿真比较。从传输延时这一参数来看,立即否定确认模式下的性能要优于其它几种,不足的是这种模式会带来相对较为频繁的重传。同时,相对立即否定确认模式而言,提示否定确认模式和异步否定确认模式通过对NAK发送次数和频率的控制,在较小的传输延时代价下使重传次数的大大减少,从而提高了链路效率,减少了链路拥塞的可能。同时,这两种模式对于链路状态的适应性更为灵活。为CFDP的传输模式选择提供了参考,有助于更好的应用CFDP协议。最后,对DTN网络中的BP协议和路由协议进行了初步研究,分析BP协议的协议融合特性和概率路由协议,为进一步研究DTN网路提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外相关技术发展现状
• 1.3.1 在深空探测中采用TCP/IP协议的限制
• 1.3.2 CCSDS标准化建议的研究现状
• 1.3.3 DTN网络及其协议的研究现状
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 第2章 提示否定确认模式CFDP协议性能分析
• 2.1 引言
• 2.2 提示否定确认模式CFDP传输机理
• 2.2.1 CFDP可靠传输的特点
• 2.2.2 提示否定确认模式CFDP的传输机理
• 2.3 深空通信中提示否定确认模式CFDP的延时估算
• inc估算'>2.3.1 提示否定确认模式CFDP第一阶段传输延时T_inc估算
• def估算'>2.3.2 提示否定确认模式CFDP第二阶段传输延时T_def估算
• 2.4 仿真结果及分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 异步否定确认模式CFDP协议性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 异步否定确认模式CFDP的传输机理
• 3.3 深空通信中异步否定确认模式CFDP的延时估算
• inc估算'>3.3.1 异步否定确认模式CFDP第一阶段传输延时T_inc估算
• def估算'>3.3.2 异步否定确认模式CFDP第二阶段传输延时T_def估算
• 3.4 仿真结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 四种CFDP可靠传输模式性能比较
• 4.1 引言
• 4.2 四种CFDP可靠传输方式的特点
• 4.2.1 CFDP四种可靠传输模式的相同点
• 4.2.2 CFDP四种可靠传输模式的不同点
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 DTN网络中的协议
• 5.1 引言
• 5.2 集束协议（BP）
• 5.2.1 BP协议核心功能
• 5.2.2 BP协议的委托传输功能
• 5.3 DTN路由协议
• 5.3.1 DTN中路由算法分类
• 5.3.2 DTN中MED算法的改进
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢