空間數(shù)據(jù)通信與組網技術研究.pdf

1、空間探索和開發(fā)利用的進展使空間任務復雜性不斷增加，原有的點到點通信方式已經不能適應現(xiàn)有和未來的空間任務，空間通信正在向更高水準的網絡化方向發(fā)展。然而空間任務的需求與成本的矛盾突出，迫切需要提供有效的而且是比較經濟的通信手段。因特網和商業(yè)衛(wèi)星通信技術的發(fā)展為空間通信提供了新途徑，如何將在因特網和商用衛(wèi)星通信系統(tǒng)中所取得的革新技術用于基于空間衛(wèi)星的數(shù)據(jù)通信，進而構建天地一體化的網絡環(huán)境是當前的一個研究熱點。本文分析空間通信的需求和特點，研究

2、在空間通信中采用IP技術的可行性，探索適合空間環(huán)境的通信模型、網絡基礎設施和空間任務信息傳輸?shù)姆召|量保證技術。論文的主要成果和創(chuàng)新點如下： (1)提出空間任務與通信分離、以IP技術為基礎提供空間信息傳輸服務的通信方式，并給出了采用因特網和IP網絡技術的空間通信模型。在詳細分析空間通信標準、IP基礎理念和技術以及空間無線和光通信技術發(fā)展趨勢的基礎上，指出空間通信迫切需要成熟的網絡協(xié)議來支持不斷增長的空間任務通信需求，IP可以適應

3、空間通信的需求，可以把IP協(xié)議融入空間通信標準中，未來的空間通信應從空間任務中獨立出來，由因特網服務提供商提供，走商業(yè)化的道路。 (2)詳細分析了IP的QoS控制機制和體系架構，提出了采用因特網提供空間任務信息傳輸?shù)姆召|量保證模型，并在此基礎上，研究空間鏈路特性，利用經典的控制論方法，提出了適應帶寬變化的地空鏈路共享和基于管理域的帶寬重分配算法。該算法根據(jù)輸出緩存的動態(tài)參數(shù)判定鏈路因抗干擾技術帶來的鏈路帶寬變化，通知調度器調整

4、調度時機；能夠根據(jù)用戶需求，對變化帶寬基于管理域進行重新分配，既能為共享鏈路的各個用戶提供QOS支持，又能保持較高的鏈路利用率。理論分析和仿真實驗表明了該控制算法的有效性。 (3)研究了美國宇航局(NASA)現(xiàn)有的空間網絡、商業(yè)衛(wèi)星群空間網絡原理以及商用系統(tǒng)為空間任務提供通信服務過程中存在的問題，分析了空間通信特點，提出了基于環(huán)狀的層次空間通信模型。該模型面向空間任務，采用軌內星間鏈路連接相同軌道衛(wèi)星構成衛(wèi)星環(huán)，以衛(wèi)星環(huán)的方式為