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面向分簇组网的星际互联网体系架构与协议
结题报告
批准号:
91438109
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
85.0 万元
负责人:
边东明
学科分类:
F0106.空天通信
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢智东、朱宏鹏、胡婧、孙谦、孔博、彭锋彬、王昱霖、陈欢、马兆宇
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中文摘要
星际互联网作为深空通信网络化发展方向的重要研究成果,能够为各类深空探测任务提供通信、导航和测控服务。然而,由于拓扑结构的动态变化以及网络内各局部之间产生的耦合,造成全网状态的高动态变化,使得采用统一的网络管理与控制非常困难。本课题立足深空探测基本需求,结合星际互联网发展趋势,研究各空间节点、天体等要素的动态相对关系,分析深空通信链路的通断演变规律,构建星际互联网体系架构,根据节点属性、功能、区域位置及任务需求,将网络中节点划分为不同簇,建立分簇组网模型,提高网络管理控制效率;在分簇组网基础上建立簇间、簇内网络路由控制与选择算法,简化网络的管理控制与路由计算工作;通过资源自主优化利用、链路高效协作传输、基于信道认知的差错控制等理论建立端到端可靠传输机制。为我国未来星际互联网发展提供基础理论、技术支持和具有前瞻性的探索。
英文摘要
As one of the most important research results for deep space communication networking, Interplanetary Internet can provide different kinds of services, including communication, navigation and TT&C for deep space exploration missions. However, due to the dynamics of the topological structure and the coupling caused by different parts, the network level highly dynamic changes will be caused,which makes it difficult to use unified network management and control of the entire network. This project will study the relative dynamic relationships of every space node and celestial elements with the development trend of Interplanetary Internet and some other factors, the evolution of the deep space communication link will be analyzed, The system architecture of Interplanetary Internet will be built, the cluster-oriented model will be designed according to the node properties, functions, regional distributions and mission requirements et al, which can improve the efficiency of network management. The routing control and selection algorithms for inter-cluster and intra-cluster will be studied based on the cluster-oriented model, which can simplify the management control and routing calculations. Finally, we will study the reliable end-to-end transport mechanism through independent utilization of resources, efficient collaboration transmission and the error control theory based on the channel cognition et al. In a word, we will provide the theoretical basis, technical support and perspective exploration for the development of our future Interplanetary Internet through this project.
深空通信系统的正常运行是整个深空探测任务成功的重要保证,与地面通信以及常规的卫星通信相比,深空通信具有传输距离非常遥远、接收信号信噪比极低、传输时延巨大且不断变化、节点资源严重受限(如能量、存储容量、计算能力等),通信链路间断可通、对误码率的要求高和上下行链路非对称等特点,主要面临大损耗和大时延的严峻挑战。本课题立足深空探测基本需求,本课题基于行星际互联网对其中的组网与传输问题展开研究,包括IPN体系架构、通信协议设计和数据传输等。. 首先,构建星际互联网体系架构,根据节点属性、功能、区域位置及任务需求,将网络中节点划分为不同簇,建立分簇组网模型,提高网络管理控制效率;其次,设计了基于DTN协议网络协议栈架构,并建立了DTN协性能分析数学模型,对最佳Bundle尺寸、以及不同定时器设置进行了理论推导与仿真分析;最后,通过资源自主优化利用、链路高效协作传输、基于信道认知的差错控制等理论建立端到端可靠传输机制。
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Modeling the RTT of bundle protocol over asymmetric deep-space channels
对非对称深空信道上捆绑协议的 RTT 进行建模
DOI:10.1007/bf03391574
发表时间:2016-10
期刊:Journal of Communications and Information Networks
影响因子:--
作者:Zhengguo BIAN;Gengxin ZHANG;Dongming BIAN
通讯作者:Dongming BIAN
DOI:10.1109/mnet.2016.7579029
发表时间:2016-09
期刊:IEEE Network
影响因子:9.3
作者:Zhengguo Bian;Ruhai Wang;Kanglian Zhao;Dongming Bian;Zhidong Xie;Y. Qian
通讯作者:Zhengguo Bian;Ruhai Wang;Kanglian Zhao;Dongming Bian;Zhidong Xie;Y. Qian
RTO timer for best transmission efficiency of bundle protocol in deep-space communications
RTO定时器可实现深空通信中捆绑协议的最佳传输效率
DOI:10.1109/maes.2016.150099
发表时间:2016-01
期刊:IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine
影响因子:3.6
作者:Mingjian Qiu;Ruhai Wang;Kanglian Zhao;Wenfeng Li;Dongming Bian
通讯作者:Dongming Bian
DOI:--
发表时间:2016
期刊:计算机应用研究
影响因子:--
作者:张威;张更新;边东明
通讯作者:边东明
Efficient Data Persistence Scheme Based on Compressive Sensing in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中基于压缩感知的高效数据持久化方案
DOI:10.1587/transcom.2016ebp3026
发表时间:2017
期刊:Ieice Transactions ON Communications
影响因子:0.7
作者:Kong Bo;Zhang Gengxin;Bian Dongming;Tian Hui
通讯作者:Tian Hui
高低轨频谱共用场景中LEO星座系统动态资源智能调度方法研究
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