深空容延遲網(wǎng)絡(luò)LTP協(xié)議性能的研究.pdf

1、深空通信是以航天器為對象的在深空環(huán)境中進(jìn)行的無線電通信。深空環(huán)境是指太陽系以內(nèi)的空間部分,深空環(huán)境的特點(diǎn)與地面陸地環(huán)境相差很大,因此深空通信有其獨(dú)特的特點(diǎn)。深空通信是繼衛(wèi)星通信之后發(fā)展的又一空間科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域任務(wù),深空通信其獨(dú)特的特點(diǎn)使地面的TCP/IP協(xié)議在深空環(huán)境中不能應(yīng)用。容延遲網(wǎng)絡(luò)(Delay Tolerant Network,DTN)的概念被提出后引起了很大的關(guān)注,近年來在深空探測活動中研究比較深入并且獲得了一定的研究成果。本文

2、主要研究了容延遲網(wǎng)絡(luò)中Licklider傳輸協(xié)議(Licklider Transmission Protocol, LTP)的性能。
　　本文首先介紹了深空探測的通信理論和關(guān)鍵技術(shù),分析了深空通信鏈路傳輸時(shí)延大、可變性和斷續(xù)的特點(diǎn)。重點(diǎn)分析了深空容延遲網(wǎng)絡(luò)中的包裹層協(xié)議和Licklider傳輸協(xié)議不同于地面TCP/IP協(xié)議的特殊優(yōu)越性,從理論上闡述了LTP在深空架構(gòu)中的運(yùn)行機(jī)理,在行星際覆蓋網(wǎng)絡(luò)(Interplanetary Ov

3、erlay Network,ION)平臺上仿真并測試了LTP協(xié)議的性能。
　　利用拉格朗日點(diǎn)的特殊性能,選取地球和火星的拉格朗日點(diǎn)作為中繼點(diǎn)構(gòu)建深空骨干網(wǎng),從而搭建深空網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型;在地面采用大天線接收技術(shù)直接發(fā)送和接收深空的命令和數(shù)據(jù);在火星端采用火星衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)解決火星自轉(zhuǎn)引起的鏈路中斷難題。在地火通信鏈路中采用中繼方式,利用一個(gè)或兩個(gè)中繼點(diǎn)組成了地火通信系統(tǒng)。在地火通信系統(tǒng)中,利用STK仿真得出了地火通信環(huán)境中的有效通信鏈路以及

4、鏈路的延遲時(shí)間和中斷時(shí)間。將這些參數(shù)加載到ION仿真平臺上，仿真得出了所構(gòu)建的通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量和重傳數(shù)據(jù)包與中斷時(shí)間的關(guān)系。
　　基于擁塞控制的LTP協(xié)議分為五個(gè)階段:被轉(zhuǎn)移信息束選擇階段,依據(jù)ERS規(guī)則的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選擇策略,目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選擇的度量值,目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選擇和被轉(zhuǎn)移信息束取回階段等五部分內(nèi)容,在鏈路中斷和端點(diǎn)的存儲器滿的情況下,選擇先將信息束轉(zhuǎn)移到臨近的符合條件的節(jié)點(diǎn),待鏈路恢復(fù)或者存儲器釋放出空間以后再將信息束轉(zhuǎn)移回來的方法