随着空间技术的高速发展,空间通信距离越来越遥远,针对火星探测的深空通信网络成为近年来研究热点,本论文是以国家863重点课题:“深空信道模型、中继网络架构和通信传输协议”为背景,在火星探测环境下,研究基于深空中继网络的空间数据链路协议,包括邻近空间链路协议(Proximity-1 Space Link Protocol)和高级在轨系统(Advanced Orbiting Systems,简称为AOS)协议。本文的主要工作包括以下几个方面:(1)介绍深空通信概念、特点,以及CCSDS深空通信协议体系结构,对于基于火星探测的深空中继网络结构进行简要介绍;(2)本文在对邻近空间链路协议(Proximity-1 Space Link Protocol)协议分层结构、服务类型、数据包格式和双工通信模式等内容进行深入调研的基础上,使用OPNET网络仿真软件对Proximity-1协议从三层模式上进行建模,对顺序控制服务(即可靠服务)、通信链路状态发生改变、链路释放和紧急服务(不仅可靠服务)进行仿真和分析;(3)高级在轨系统(Advanced Orbiting Systems,称为AOS)协议具有处理大容量、高速率数据的特点,常应用于深空通信网络中,本文在对AOS协议实体内部结构、协议处理流程、数据包格式等内容进行调研基础上,对AOS协议进行优化,提出优化改进方案,以提高其应用在深空通信中的传输效率和系统性能。本文的研究成果为深空通信传输协议的研究完善提供了一定得参考价值。