【摘 要】
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星际网络对比传统的地面网络具有误码率高,传播时延长,上下行链路速率高度不对称,链路中断频繁等特征。延迟/中断可容忍网络（Delay/Disruption Tolerant Network,DTN）可以有效应对这些恶劣的通信条件。BP（Bundle Protocol）协议是DTN网络的核心协议,其“托管传输”和“存储转发”机制可以使数据在频繁中断的星际链路上实现可靠传输。而在深空环境中,航天器的能量
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星际网络对比传统的地面网络具有误码率高,传播时延长,上下行链路速率高度不对称,链路中断频繁等特征。延迟/中断可容忍网络（Delay/Disruption Tolerant Network,DTN）可以有效应对这些恶劣的通信条件。BP（Bundle Protocol）协议是DTN网络的核心协议,其“托管传输”和“存储转发”机制可以使数据在频繁中断的星际链路上实现可靠传输。而在深空环境中,航天器的能量供给很困难。为了节约能量开销,本文先对传统文件传输方式在不同中断条件下进行了能量消耗的理论分析,然后在传统传输方式的基础上提出了新的文件传输方式,主要研究工作如下:首先基于BP/UDPCL/UDP/IP协议栈,建立了星际网络中BP协议下传输节点的能量消耗通用模型,包括数据传输模型、能量消耗模型和额外传输开销模型。其中额外传输开销作为一种新的性能衡量标准,从传输总数据量角度去评估BP协议在链路中断下的能量消耗。然后针对链路中断期间进行的大量无效重传开销,提出了 BP-DD（BP with Disruption Detection）传输方式,旨在通过减少中断期间的重传次数来减少传输数据量,实现降低传输节点的能量消耗。最后在不同中断条件下建立了传统和BP-DD传输方式下的能量消耗和额外传输开销模型。另外,基于ION软件半实物仿真平台,通过真实的数据流传输对模型进行实验验证。并且提出了一种生成随机中断信道的方式,结合实验平台评估BP协议下不同传输方式在能量消耗上的性能优劣。最后,通过网络流量分析和实验数据对比得出结论。虽然BP-DD传输方式的文件交付时间略大于传统传输方式,但是BP-DD可以减少中断期间大量的无效重传数据量,降低能量消耗,提高文件传输性能,并且在中断开始时间越早,中断持续时间越长的情况下优势明显。
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