面向空间DTN网络的仿真演示平台设计

摘要

随着人类利用航天技术开辟探索外层空间道路的不断深入，对深空文件传输的需求也日益增多。深空通信中传统的单节点通信结构已经不能很好适用于深空极端环境下的通信。Kevin等科学家提出“延迟/中断可容忍网络(Delay/Disruption Tolerant Network,DTN)，通过引入多中继节点分段协作通信大大增强了深空通信传输的有效性。空间DTN网络通过存贮转发和保管传输等功能有效地支持具有长延时、长传播距离、高能量损耗以及链路通断频繁等特点的深空网络通信。
　　本课题使用C++开发实现了一套面向空间DTN网络文件传输的基于高层体系结构（High Level Architecture，HLA）的仿真演示平台。设计了具有数据接口、深空环境模拟和具有多节点仿真功能的仿真演示平台。在深空通信系统传输模块的基础上，将HLA仿真演示平台扩展成传输中继网络，并完成了深空两个中继联邦成员的设计。同时，根据系统需要为仿真演示平台增加了数据采集调度联邦成员，并详细说明了每个联邦成员的实现。然后在DTN网络中，以延迟NAK型CFDP协议为例，并使用C++实现和完善了此协议。最后，完成了面向深空DTN网络基于延迟NAK型CFDP协议，从火星传送数据到地面站的多中继节点协作传输仿真演示。
　　本仿真演示平台未来可提供深空通信新理论、新体制及新技术（例如多跳中继、存储转发及DTN网络）的地面仿真演示与验证，为开展深空通信的基础理论与关键技术研究提供分析工具和测试手段。

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第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.3 研究的目的和意义

1.4 学位论文的主要内容和结构

第2章 空间DTN网络及仿真演示平台设计的关键问题分析

2.1 引言

2.2空间DTN网络中主要问题解析

2.3仿真演示平台设计的关键问题解析

2.4空间协议介绍

2.5本章小结

第3章 基于高层体系结构的仿真演示平台设计

3.1 引言

3.2 仿真演示平台总体方案

3.3 仿真演示平台关键步骤

3.4 本章小结

第4章 基于CFDP协议在演示平台上的多中继分段传输演示

4.1 引言

4.2 延迟NAK型CFDP协议实现及完善

4.3 面向空间DTN网络的图像多中继协作传输实现

4.4 火星图像传输仿真演示过程

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

声明

致谢