空间通信网络中可靠传输协议研究

论文摘要

随着通信网络技术的迅速发展,Internet得到普及的同时已经扩展到了空间领域,并逐步向深空领域迈进,构建行星际互联网已经提上日程,并成为空间网络发展的一个趋势。由于空间通信具有长传播延迟,高误码率,不对称信道,断续连接等特点,适合地面互联网可靠传输协议如TCP等,在空间环境上的性能受到严重影响,导致了通信质量的降低从而浪费了宝贵的空间链路资源。如何提出一个适应于空间通信的可靠传输协议机制将成为研究的一个热点。本文针对TCP协议的核心机制进行了深入的探讨,在分析传统地面网络TCP协议及其典型改进版本用于空间通信仍存在不足的基础上,提出了针对空间可靠性传输的一些改进措施,并对主流改进方案进行了归类论述,重点论述了协议的设计改进原理,归纳了用到的主要技术及性能改进。针对其不同特性,选取某些典型协议在OPNET仿真环境下进行了对比仿真验证,分析其在特定应用场景下的性能,结果表明改进后的协议更适合空间通信。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 空间通信环境的特点
• 1.3 TCP协议发展现状
• 1.3.1 TCP协议拥塞控制机制
• 1.3.2 TCP协议在空间通信中存在的问题
• 1.4 本文主要工作及论文结构
• 第二章 国内外研究现状
• 2.1 TCP的早期实现及改进版本
• 2.1.1 TCP-Tahoe
• 2.1.2 TCP-Reno
• 2.1.3 TCP-NewReno
• 2.1.4 TCP-SACK
• 2.1.5 TCP-Vegas
• 2.2 研究改进思路
• 2.2.1 适应性调整窗口的方案
• 2.2.2 空间通信网络可靠传输协议的分类综述
• 2.3 本章小结
• 第三章 适应空间通信的可靠传输协议改进方案
• 3.1 端到端协议修改的方案
• 3.1.1 SCTP
• 3.1.2 STP
• 3.1.3 XSTP
• 3.1.4 TCP-Peach
• 3.1.5 TP-Planet
• 3.1.6 TCPW
• 3.2 端协议和中间基础设施同时修改的方案
• 3.2.1 XCP
• 3.2.2 P-XCP
• 3.2.3 SCPS-TP
• 3.2.4 I-PEP
• 3.2.5 On-board satellite"Split-TCP"Proxy
• 3.2.6 PETRA
• 3.3 应用层和链路层策略
• 3.3.1 BP
• 3.3.2 CFDP
• 3.3.3 LTP
• 3.4 本章小结
• 第四章 仿真验证与分析
• 4.1 OPNET仿真软件介绍
• 4.1.1 OPNET仿真关键技术
• 4.1.2 OPNET建模仿真过程
• 4.2 网络仿真场景
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.3.1 行星卫星网络场景仿真
• 4.3.2 星际骨干网络场景仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文的主要工作及创新点
• 5.2 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生在读其间的研究成果
• 附录