面向空間差錯信道的LTP協(xié)議優(yōu)化.pdf

1、隨著上世紀(jì)50年代前蘇聯(lián)的“月球一號”衛(wèi)星發(fā)射，人類進(jìn)入了深空探測的新時代。進(jìn)入21世紀(jì)以來，由于航天相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展與經(jīng)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(shù)據(jù)量逐漸增加、服務(wù)業(yè)務(wù)種類愈發(fā)復(fù)雜，深空通信需要能夠提供大數(shù)據(jù)量、全天候和多類型的數(shù)據(jù)交換服務(wù)。面向深空復(fù)雜多變的通信借鑒了空間IP協(xié)議和CCSDS協(xié)議體系的設(shè)計思想，通過覆蓋層實現(xiàn)不同

2、子網(wǎng)間互通互聯(lián)，同時主要通過BP協(xié)議（Bundle Protocol）和LTP協(xié)議（Licklider Transmission Protocol）較為完善地解決了數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)（IPN，InterPlanetary Internet）概念應(yīng)運而生。
　　完善的協(xié)議體系是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(xié)議在深空中難以實施。目前主要的星際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議體系有三類：空間 IP協(xié)議、CCSDS協(xié)議和容遲/容斷網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（DTN，Delay/Disrupt-Tolerant Networking）。空間 IP協(xié)議和CCSDS協(xié)議雖然在傳統(tǒng) Internet協(xié)議體系的基礎(chǔ)上針對深空鏈路特點做出了相應(yīng)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(xié)議體系在深空通信場景中的應(yīng)用。首先分析BP協(xié)議和LTP協(xié)議

4、在完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)中的特點與機制。其次，對 BP協(xié)議中的CGR路由協(xié)議進(jìn)行了深入的分析，發(fā)現(xiàn)目前的CGR路由協(xié)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?shù)那闆r，以 bundle傳輸?shù)膁elivery time為判斷標(biāo)準(zhǔn)，從而設(shè)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(xié)議選擇路徑的標(biāo)準(zhǔn)。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(xié)議結(jié)合在一起，利用CGR路由協(xié)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(jìn)行了仿真，用于計算bundle傳輸?shù)膁elivery time；對優(yōu)化后的bundle傳輸?shù)膁elivery time和目前bundle傳輸?shù)膁elivery time進(jìn)行比較；以及bundle聚合所帶來的性能提升，并且分析bundle聚合