面向空間差錯信道的LTP協議優(yōu)化.pdf

1、隨著上世紀50年代前蘇聯的“月球一號”衛(wèi)星發(fā)射，人類進入了深空探測的新時代。進入21世紀以來，由于航天相關技術的快速發(fā)展與經濟政治軍事等方面的需求，各個航空大國紛紛推出龐大的探測計劃，例如美國“好奇號”和中國的“嫦娥二號”等。與此同時，未來深空通信傳輸數據量逐漸增加、服務業(yè)務種類愈發(fā)復雜，深空通信需要能夠提供大數據量、全天候和多類型的數據交換服務。面向深空復雜多變的通信借鑒了空間IP協議和CCSDS協議體系的設計思想，通過覆蓋層實現不同

2、子網間互通互聯，同時主要通過BP協議（Bundle Protocol）和LTP協議（Licklider Transmission Protocol）較為完善地解決了數據在惡劣環(huán)境下的傳輸問題。面對特殊的自然環(huán)境，借鑒地面Internet概念，星際互聯網（IPN，InterPlanetary Internet）概念應運而生。
　　完善的協議體系是網絡節(jié)點間實現數據交換的必要保證。深空中長時延、斷續(xù)連接、高誤碼率和上下行鏈路非對稱等特

3、性使得傳統(tǒng) TCP/IP協議在深空中難以實施。目前主要的星際互聯網協議體系有三類：空間 IP協議、CCSDS協議和容遲/容斷網絡協議（DTN，Delay/Disrupt-Tolerant Networking）?？臻g IP協議和CCSDS協議雖然在傳統(tǒng) Internet協議體系的基礎上針對深空鏈路特點做出了相應修改完善，但是仍然存在不同程度的缺陷。
　　本文著重研究DTN協議體系在深空通信場景中的應用。首先分析BP協議和LTP協議

4、在完成數據傳輸任務中的特點與機制。其次，對 BP協議中的CGR路由協議進行了深入的分析，發(fā)現目前的CGR路由協議尋找的傳輸路徑雖然能夠保證可靠傳輸，但是傳輸效率很低。于是從 LTP層的segments的傳輸過程來分析各種鏈路情況下 bundle傳輸的情況，以 bundle傳輸的delivery time為判斷標準，從而設計出在各種鏈路情況下的最優(yōu)傳輸策略，以此作為 CGR路由協議選擇路徑的標準。然后，由于深空中上下行鏈路的極度不對稱，提

5、出bundle聚合的思想來解決這個問題，并且可以將其與 CGR路由協議結合在一起，利用CGR路由協議找出的路徑來決定 bundle聚合的大小。最后，使用MATLAB工具對 bundle傳輸時的重傳次進行了仿真，用于計算bundle傳輸的delivery time；對優(yōu)化后的bundle傳輸的delivery time和目前bundle傳輸的delivery time進行比較；以及bundle聚合所帶來的性能提升，并且分析bundle聚合