作为未来通信网络的一个重要发展方向,空天信息网络具有大范围持续通信和监测能力,在通信保障、资源利用以及对地观测等领域都具有广阔的应用前景,对于提升国家的国际竞争力和维护国家利益具有重要的战略意义。空天信息网络是一种空天地一体化的综合通信网络,由多种轨道卫星、飞行器、空间通信平台等天基、空基通信设施以及空中和地面用户构成。由于网络结构和特点的不同,传统卫星网络和地面网络中的路由转发、资源优化以及网络维护等数据传输相关策略不能完全适应未来的空天信息网络环境。因此面向空天信息网络的数据传输策略研究对于未来空天信息网络的部署和实现具有重要意义。　　本文以保障数据可靠传输为前提,以大范围持续性中继通信为应用,针对空天信息网络的特点和信息传输需求,在网络层面进行数据传输策略的研究。重点针对网络正常运行时的数据可靠转发和网络资源优化,以及突发状况时的网络维护等问题设计相应策略,为空天信息网络实现可靠、高效的数据传输提供解决方案。本文的主要工作和贡献包括以下几个方面:　　(1)为保障空天信息网络数据的可靠转发,针对网络高动态特点,设计了空天信息网络的总体路由策略。本文根据网络中各类节点的特点建立了空天信息网络的体系结构模型,明确了数据传输过程中各类节点的功能和任务,并对网络特点进行了详细分析。针对空天信息网络的特点,确定了总体路由机制。在此基础上针对网络拓扑的动态变化,尤其是高动态用户的位置变化,提出了路由转发策略。在路由转发策略中,通过网络地址和包头的设计以及用户位置查询方法,实现用户高速移动情况下路由的快速建立,并通过路由维护策略保证用户频繁切换时数据转发的可靠性,为高动态环境下的数据转发提供了总体的技术框架。　　(2)为实现对业务需求的保障和网络资源的优化利用,对网络路由协议进行了优化设计。本文在分析网络业务类型和网络资源的基础上,提出了跨层资源优化模型,明确了网络各层协议的协作和信息共享方式。然后针对网络资源受限、网络状态动态变化和业务多样等特点提出了基于跨层资源优化的 QoS路由协议。该协议设计了网络状态信息库、各类业务的路由协议优化模型以及计算优化路径所需的路由算法,根据应用层提供的业务类型、QoS需求以及应用层、链路层共同提供的网络状态信息进行路由的优化。在数据可靠转发的基础上,提高了数据传输效率。　　(3)为提高 TCP业务的传输效率,优化利用瓶颈链路资源,对 TCP拥塞控制方法进行了优化。本文结合 TCP原理和空天信息网络特点,对 TCP协议在空天信息网络中所面临的问题进行了深入研究。针对网络动态性高、误码率高、延时大、多跳传输、业务多样等特点,提出了基于跨层资源优化的 TCP拥塞控制方法。通过快速拥塞通知机制实现源节点对网络拥塞的及时感知和对丢包原因的正确判断;通过面向业务的拥塞控制机制,在网络发生拥塞时将瓶颈链路的资源更多地分配给高优先级的业务,从而综合解决了 TCP协议在空天信息网络中遇到的问题。　　(4)为使网络在突发状况下能够保持一定的服务能力,设计了空天信息网络的维护策略。本文首先根据网络结构特点设计了网络维护模型,规定了网络维护过程中各类节点的功能和控制信息的传输方式。然后针对网络运行过程中发生的节点损坏和节点拥塞等突发状况设计具体的网络维护策略:在普通节点损坏时,通过局部路由重建和全局路由重建来保障数据传输的连续性;在管理卫星损坏时,通过中轨卫星层的多颗卫星完成控制信息的传输;在节点可能拥塞时,避免其转发更多的数据,并使数据传输绕开已经拥塞的节点。通过网络维护策略的研究,保障了网络突发状况下的数据传输能力,进一步提高了空天信息网络的可靠性。