收藏本站
《中国科学院研究生院(计算技术研究所)》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间数据通信与组网技术研究

史立  
【摘要】:空间探索和开发利用的进展使空间任务复杂性不断增加,原有的点到点通信方式已经不能适应现有和未来的空间任务,空间通信正在向更高水准的网络化方向发展。然而空间任务的需求与成本的矛盾突出,迫切需要提供有效的而且是比较经济的通信手段。因特网和商业卫星通信技术的发展为空间通信提供了新途径,如何将在因特网和商用卫星通信系统中所取得的革新技术用于基于空间卫星的数据通信,进而构建天地一体化的网络环境是当前的一个研究热点。本文分析空间通信的需求和特点,研究在空间通信中采用IP技术的可行性,探索适合空间环境的通信模型、网络基础设施和空间任务信息传输的服务质量保证技术。论文的主要成果和创新点如下: (1)提出空间任务与通信分离、以IP技术为基础提供空间信息传输服务的通信方式,并给出了采用因特网和IP网络技术的空间通信模型。在详细分析空间通信标准、IP基础理念和技术以及空间无线和光通信技术发展趋势的基础上,指出空间通信迫切需要成熟的网络协议来支持不断增长的空间任务通信需求,IP可以适应空间通信的需求,可以把IP协议融入空间通信标准中,未来的空间通信应从空间任务中独立出来,由因特网服务提供商提供,走商业化的道路。 (2)详细分析了IP的QoS控制机制和体系架构,提出了采用因特网提供空间任务信息传输的服务质量保证模型,并在此基础上,研究空间链路特性,利用经典的控制论方法,提出了适应带宽变化的地空链路共享和基于管理域的带宽重分配算法。该算法根据输出缓存的动态参数判定链路因抗干扰技术带来的链路带宽变化,通知调度器调整调度时机;能够根据用户需求,对变化带宽基于管理域进行重新分配,既能为共享链路的各个用户提供QoS支持,又能保持较高的链路利用率。理论分析和仿真实验表明了该控制算法的有效性。 (3)研究了美国宇航局(NASA)现有的空间网络、商业卫星群空间网络原理以及商用系统为空间任务提供通信服务过程中存在的问题,分析了空间通信特点,提出了基于环状的层次空间通信模型。该模型面向空间任务,采用轨内星间链路连接相同轨道卫星构成卫星环,以卫星环的方式为与其轨道倾角在一定范围内同向转动的航天器提供接入服务,高轨道卫星环通过环间星间链路和地空链路为低轨道卫星环提供互联服务和接地服务,这样可以减小因航天器和通信卫星间相对移动造成的频繁切换和较大的相对速率变化所带来的不利影响,从而提升通信系统为用户提供服务的能力。构建了空间模拟环境,用以分析所提出的模型的合理性,也为进一步的研究提供了基础的仿真试验平台。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(计算技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN927.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 鲁士文;天地一体化的遥科学系统和网络技术[J];计算机工程与设计;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 梁莉;鲁士文;;CCSDS标准和TCP/IP协议间的网关设计与实现[J];计算机工程;2006年04期
2 余敬周,姜水生,吕洪;数据采集系统在内燃机测试中的应用[J];江西科学;2005年03期
3 丁健;;计算机控制系统的可靠性技术研究[J];计算机工程与设计;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 巩向伟;水库综合自动化系统研究[D];河海大学;2005年
2 毛军;超塑性微挤压成形系统与测控技术基础研究[D];西北工业大学;2006年
3 杨晓剑;IP协议与CCSDS协议的转换[D];南京理工大学;2006年
4 代坤;天基信息网体系结构及路由交换技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
5 石军;简单多播文件传输协议[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2004年
6 温国成;多驱动潜器的研制及其悬浮控制实验研究[D];广东工业大学;2007年
7 彭爱华;中央空调智能控制节能系统的研究与应用[D];南昌大学;2007年
8 王雪梅;基于16位高性能单片机的智能颗粒物检测仪的研究[D];河北工业大学;2007年
9 高非;天然气吸附控制系统的研究[D];中国石油大学;2007年
10 石文科;基于C8051F020的通用仿真平台软硬件设计[D];山东科技大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈自成;天基测控网与天基综合信息网相关技术述评[J];电讯技术;2002年01期
2 张登银,王汝传,王绍棣;基于IP协议的卫星组网通信关键技术研究[J];电信科学;2003年07期
3 沈强;方旭明;;无线Mesh网中一种基于综合准则的DSR扩展路由方法[J];电子学报;2007年04期
4 金士尧;卫星移动网络总体概念设计仿真[J];中国工程科学;2004年01期
5 徐清宇,刘福岩;网格数据传输协议GridFTP[J];中北大学学报;2005年05期
6 谈恩华,查礼;织女星网格路由器的应用与改进[J];计算机研究与发展;2004年12期
7 李方敏,徐建波,李仁发;在区分服务机制环境下构建VPN[J];计算机工程与应用;2001年06期
8 蒋春芳,岳超源,陈太一;信息系统安全体系结构的有关问题研究[J];计算机工程与应用;2004年01期
9 梁泉;张宏正;梁开健;杨扬;;网格环境下的服务质量(QoS)研究[J];计算机科学;2006年07期
10 梁莉;鲁士文;;CCSDS标准和TCP/IP协议间的网关设计与实现[J];计算机工程;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李骐;下一代无线互联网构架下的传输协议研究[D];山东大学;2007年
2 蒋春芳;信息作战环境下信息系统安全体系结构若干问题研究[D];华中科技大学;2005年
3 袁江;小卫星组网路由方法研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2006年
4 田野;基于身份密码学的MIPv6安全切换研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
5 白建军;天基网路由技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 蒋军;异构无线网络互联的认证和密钥协商研究[D];上海交通大学;2006年
7 徐邦海;移动自组网络环境下密钥管理及安全组播研究[D];西北工业大学;2006年
8 王振永;多层卫星网络结构设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 李兴华;无线网络中认证及密钥协商协议的研究[D];西安电子科技大学;2006年
10 李景峰;移动自组织网络关键安全问题的研究[D];解放军信息工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王亮;基于移动IPv6的多种移交方案分析[D];电子科技大学;2005年
2 张峰;TCP/IP协议在测控网中应用研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 代坤;天基信息网体系结构及路由交换技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
4 陈盎;第三代短波自动链路建立协议研究[D];西安电子科技大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈刚,蔡燕民,陈高庭,王向朝,方祖捷;空间激光通信技术若干问题的讨论[J];红外与激光工程;2000年03期
2 聂文强,曾小东,詹玉书;空间激光通信技术[J];电子科技;1998年02期
3 张弩;扩频通信及其在空间通信中的优势[J];现代通信;1998年12期
4 苏曼波;用于空间通信的保密无线电台[J];信息安全与通信保密;1984年03期
5 刘大海,孙辉先;RS(255,223)编码器的实现[J];宇航学报;2000年03期
6 谭维炽;;对空间无线电技术的新需求[J];无线电技术;2004年00期
7 冀东栋;空间站信息系统[J];中国航天;1990年04期
8 颜严;激光空间通信:系统、技术及应用[J];激光与光电子学进展;2001年07期
9 ;协会空间通信专业工作组会议在南京召开[J];现代通信;2009年05期
10 ;苏联购买卫星地面站[J];电子技术;1973年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 魏晨曦;房鸿瑞;;NASA未来深空测控新概念研究[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
2 陈光秒;陈军;葛剑虹;朱小平;;垂直腔面发射激光器(VCSEL)在自由空间通信中的应用研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 潘长勇;丁锐;杨知行;房海东;;一种高速卷积编码技术及其Viterbi译码技术研究[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十六次学术会议论文集(下)[C];2003年
4 黄科;张磊;雷菁;;TCPSNACK协议在空间通信中的性能分析及改进[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
5 李娅君;;“科普资源利用与未成年人科学素质培养” 互连网掘金——科普资源的宝藏[A];整合科普资源 优化科教环境——第十五届上海市青少年科技辅导员论文征集活动论文汇编[C];2007年
6 高人庄;;锁相环的特点及在通信中的应用[A];四川省通信学会一九九四年学术年会论文集[C];1994年
7 程其恒;吴培亨;冯一军;赵恩海;;逐步走向市场的超导微波器件[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
8 苏良碧;张丹;李红军;徐军;;掺铈CaF_2晶体远红外发光性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
9 张静娟;梁文锡;廖睿;;衍射光学元件在红外大功率半导体激光照明系统中的应用[A];第四届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];1999年
10 姚建铨;孙博;徐德刚;路洋;;基于光子学原理的THz辐射源[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王晔、特约记者申进科;空工大电讯工程学院按“三个代表”要求培养高层次人才[N];解放军报;2002年
2 ;迎接军事变革 创新军事学科[N];解放军报;2003年
3 章集;肯定航天产业为经济发展所作贡献[N];中国航天报;2009年
4 ;我国无线电事业发展迅速[N];人民邮电;2005年
5 孙闻;中国未来20年空间技术发展三大课题公布[N];中国测绘报;2007年
6 ;建立自由安全信息社会[N];通信产业报;2006年
7 王平;移动式大气激光通信信号接收新方法研究 获2006年国家自然科学基金研究计划项目—青年科学基金项目[N];科技日报;2007年
8 Andy Pasztor 美国《华尔街日报》;法国卫星运营商选择中国火箭[N];世界报;2008年
9 ;航天技术对国家经济发展的影响[N];中国航天报;2001年
10 本报特约记者  司马杭仁;猎鹰运载火箭往复升空告别一次性[N];大众科技报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 史立;空间数据通信与组网技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
2 蒋立正;IP over CCSDS空间组网通信关键技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2009年
3 杨骎;基于SOA的电信领域业务生成若干关键技术研究及实现[D];北京邮电大学;2007年
4 费晓飞;空间通信协议安全性研究[D];解放军信息工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓娟;AOS中调度和空间链路ARQ算法的研究[D];华中科技大学;2007年
2 王琳;太赫兹空间通信系统的设计与性能分析[D];华中科技大学;2008年
3 刘斌;空间链路仿真系统的研究与实现[D];北京邮电大学;2007年
4 刘洋;空间通信网络中可靠传输协议研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 黄科;TCP协议在空间通信中的应用研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 李芳;基于DiffServ over MPLS的空—地网QoS控制研究[D];河南大学;2009年
7 高艳东;等离子体对空间通信的影响[D];燕山大学;2006年
8 黄博;延迟容忍网络包裹层协议的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王占魁;深空探测器测控通信控制器的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 彭旭;基于嵌入式系统的通信控制器设计与开发[D];哈尔滨工业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026