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深空通信协议研究与仿真
作 者: 贾源昊
导 师: 吴伟民
学 校: 华中科技大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 深空通信 DTN网络 AOS协议 LTP协议
分类号: TN927
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
随着航天事业的发展,星际网络的深空通信协议逐渐成为研究的热点。本文是以星际网络通信环境为背景,研究了在延迟容忍网络(Delay Tolerant Network,DTN)中的数据链路层高级在轨系统(Advanced Orbiting System,AOS)协议和传输层LTP(Licklider Transmission Protocol)协议。深空网络的通信环境往往具有以下特点:传输距离遥远,传输延时极大;链路具有间歇性,时间覆盖率较低;接收信号的信噪比极低,误码率高;上/下行链路速率不对称;通信设备的硬件和软件设计受到重量、尺寸、功率和造价等因素的严格限制。因此,使得传统的陆地数据链路层协议和TCP/IP协议几乎无法在深空环境下建立正常通信。本文针对深空通信协议,从以下几个方面展开研究:1.根据空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space DataSystems,CCSDS)提出的一系列协议,重点介绍与研究链路层AOS协议,并使用OPNET仿真软件对AOS协议在深空环境下的性能进行评估与分析。2.根据RFC5325、RFC5326、RFC5327等建议书,从整体上介绍传输层LTP协议的功能,并重点对其通信过程进行详细介绍。3.根据以上RFC的具体细节,以火星通信环境为背景,使用OPNET仿真软件对LTP协议进行建模与评估。仿真结果表明,LTP在深空通信环境中能支持多个会话的同时进行,能对重要数据进行可靠传输、对次要数据进行尽力传输,并可通过选择ARQ保证可靠性。本文的研究成果有助于完善深空通信协议,为深空网络的发展奠定了理论基础、提供了可行性参考,具有较高的理论意义和实用价值。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-17 1.1 课题背景和意义 8-9 1.2 深空通信概述 9-12 1.3 深空通信协议 12-16 1.4 主要研究内容和组织结构 16-17 2 数据链路层 AOS 协议 17-29 2.1 引言 17 2.2 AOS 协议概述 17-20 2.3 AOS 协议仿真评估 20-28 2.4 本章小结 28-29 3 传输层 LTP 协议概述 29-40 3.1 引言 29 3.2 LTP 协议在协议栈中的位置 29-31 3.3 基本通信流程 31-38 3.4 安全 38-39 3.5 本章小结 39-40 4 LTP 协议详细过程 40-60 4.1 数据分片结构 40-43 4.2 来自客户端服务实体的请求 43-45 4.3 运行环境发起的请求 45 4.4 内部过程 45-51 4.5 客户端服务实体通知 51-53 4.6 状态转移图 53-59 4.7 本章小结 59-60 5 LTP 协议仿真平估 60-73 5.1 引言 60 5.2 网络模型 60-62 5.3 节点模型 62-63 5.4 进程模型 63-69 5.5 场景仿真结果 69-72 5.6 本章小结 72-73 6 总结与展望 73-75 6.1 总结 73-74 6.2 展望 74-75 致谢 75-76 参考文献 76-79 附录1 硕士学位期间参与项目 79
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 卫星通信和宇宙通信
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