基于BP和LTP协议的深空通信仿真平台搭建研究

摘要

随着人类科技的进步，深空通信成为标志着国家发展水平重要标志。深空通信环境具有长延时、链路频繁中断、信噪比极低、上下行链路严重不对称等特点，如何保证深空通信端到端的可靠性，确保探测数据更高效高质传输是深空通信研究的重点。
　　DTN（Delay/Disrupt Tolerant Network，DTN）网络协议的提出，为恶劣的深空环境下通信提供了一种有效的解决方式。由于在卫星、探测器层面实验成本较大，环境参数设置缺乏灵活性，搭建深空通信仿真平台对深空通信传输协议的验证就显得尤为重要。目前深空通信仿真平台大多是单机仿真平台，系统级仿真和链路级仿真是分离的，很难模拟出真实的深空环境。本文结合DTN网络协议结构，设计搭建了通过计算机组网模拟真实节点通信的仿真平台，较为真实地模拟深空通信环境，并对协议性能做出基本验证。
　　本文对DTN网络协议中的覆盖层协议BP（Bundle Protocol，BP）协议，汇聚层协议LTP（Licklider Transmission Protocol，LTP）协议分别做了深入的研究，基于协议解读对其进行了程序设计和实现，并结合协议特点设计了模拟真实节点传输过程的仿真平台。通过对传输链路限制带宽，设置延时的方式模拟深空环境。同时，采用一台计算机对传输错误进行模拟，实现动态错误概率，保证模拟环境尽量真实。另外，在LTP层将若干个Bundle汇聚在一个LTP数据块中，达到减少接收端反馈信息数量的目的，以应对深空环境上下行链路不对称问题。本文通过模拟真实节点和传输信道的方式搭建了系统级仿真和链路级仿真一体的仿真平台，并在仿真平台上对DTN网络主要协议BP协议/LTP协议和TCP（Transmission Control Protocol，TCP）协议性能进行了初步验证。实验结果表明，BP/LTP协议在高信道传输错误的情况下，较TCP协议性能有明显优势，并且在增加传输距离后，传输性能下降较慢，相较TCP协议更适合深空通信环境。

目录

第1章 绪 论

1.1课题研究背景

1.2研究的目的与意义

1.3深空通信协议研究现状及分析

1.4深空通信仿真平台现状

1.5本文主要内容和结构安排

第2章 延迟容忍网络及主要协议

2.1引 言

2.2 延迟容忍网络

2.3 BP协议

2.4 LTP协议

2.5 BP与LTP协议交互

2.6本章小结

第3章 仿真平台设计

3.1引 言

3.2系统级仿真设计

3.3链路级仿真设计与实现

3.4仿真平台目前存在的不足

3.5本章小结

第4章 协议传输性能验证及分析

4.1引 言

4.2仿真场景选取及相关参数设置

4.3仿真结果及分析

4.4本章小结

结论

研究展望：

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢