近年来，随着我国航空航天的迅速发展，构建天空地一体化的测控通信网（统一信息网，UIN）的需求变得更加急迫，这是因为该网络可以①解决空间飞行器的全程测控与导航问题；②解决航天资源重复建设、利用率低、信息量少的问题；③解决空间遥感大数据量信息传输，特别是实时传输问题；④解决移动通信全球覆盖问题；⑤解决深空探测中继问题；⑥解决航空信息子网等诸多问题。由此可见，构建和发展UIN对我国而言，具有非常重要的意义。目前，总装、总参、中国工程院、国家自然科学基金委等多家单位都在研究天空地一体化测控通信网，但是构建天空地一体化测控通信网是一个宏大的计划，需要做大量的具体技术充实。在此大环境下，本课题以中国工程院重点咨询项目“空间信息网(SIN)的构建研究”和中国空间技术研究院西安分院项目“天空地一体化测控通信网的研究”为依托，重点研究了空间数据通信协议规范中的传输协议。本文主要工作如下：①指出了研究空间通信协议规范传输协议(SCPS-TP)的现实意义。它是空间数据通信特性的需要，是与国际发达国家接轨以及转化和应用SCPS的需要，也是构建我国自主统一信息网的需要。②提出了一种基于有线等效网络(WEN)的空间信息网构架，包括空间局域网(SLAN)、空间广域网(SWAN)和越区切换协议。WEN把空间飞行器按区域、轨道和功能来分集组网。众多飞行器之间物理上是通过无线链路连接的，但在一定时间和一定条件下，可认为WEN是一个用若干长到几万公里的光缆、电缆柔性（或弹性）连接成的有线网络。③完整阐述了空间通信协议规范传输协议的性能特点，与地面无线网络TCP相比，SCPS-TP在误比特率、往返时间、连接的连续性、前向和后向的链路性能、CPU和内存容量、通信目的和数据丢失原因等方面都存在较大差异，同时根据这些性能差异，在地面TCP的基础上，进行了适应性的改进，从而形成适合空间数据通信的SCPS-TP。另外，笔者还独立翻译并整理出SCPS-TP蓝皮书中译本。④研究了美国的MITRE公司开源的SCPS-TP源代码，介绍了该项目产生的背景、代码的组织结构、主要文件说明，分析了SCPS的关键函数并进行了注解，说明了可执行程序的操作，最后通过搭建实验室测试床对代码进行了验证。⑤深入研究了地面无线通信中能有效提高吞吐量的传输控制协议/网络编码(TCP/NC)技术，详细描述了其算法的理论基础和具体实施过程，并通过数学建模进行了吞吐量的推导，最后通过仿真验证了该技术的有效性。⑥结合空间数据通信的特点和地面无线通信的TCP/NC的优点，提出了一种改进的TCP/NC技术SCPS-TP/NC，该技术可应用于空间数据通信。给出了算法设计的详细流程，并搭建了基于NS2的仿真平台。在NS2平台中，主要实现了SCPS-TP和NC协议栈。通过仿真，验证了SCPS-TP/NC可以有效地提高端到端系统的吞吐量。相对于地面无线网络通信来说，由于空间通信协议的验证难度较大，本课题的很多工作目前也是基于理论的推导和实验室仿真，还有很多理论到实践的工作还需要在未来的工作中进一步落实。