基于bp和ltp协议的深空通信仿真平台搭建研究

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1、硕士学位论文基于BP和LTP协议的深空通信仿真平台搭建研究RESEARCHONTHECONSTRUCTIONOFSIMULATIONPLATFORMBASEDONBPANDLTPFORDEEPSPACECOMMUNICATIONS张敏哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：TN911.73学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于BP和LTP协议的深空通信仿真平台搭建研究硕士研究生：张敏导师：吴绍华副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2016年1

2、2月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:TN911.73U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringRESEARCHONTHECONSTRUCTIONOFSIMULATIONPLATFORMBASEDONBPANDLTPFORDEEPSPACECOMMUNICATIONSCandidate：ZhangMinSupervisor：AssociateProf.WuShaohuaAcademicDegreeAppliedfor：Master

3、’sdegreeofEngineeringSpecialty：ElectronicandCommunicationEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefense：December,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文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

4、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/DisruptTolerantNetwork，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

5、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（BundleProtocol，BP）协议，汇聚层协议LTP（LickliderTransmissionProtocol，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

6、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（TransmissionControlProtocol，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。关键词：深空通信；DTN网络；BP协议；LTP协议；仿真平台-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕

7、士学位论文AbstractWithprogressofhumanscienceandtechnology,deepspacecommunicationhasbecomeanimportantsignthatmarksthelevelofnationaldevelopment.Therearesomenotablecharacteristicsofdeepspacelinks,suchaslongdelay,intermittentconnectivity,higherrorrateandasymmetryofup/downlinks

8、.Howtosatisfyend-to-endQualityofServicerequirementsandensurethebetterqualityandefficiencyoftransmissionhasbecomeafocu