试析ccsds中scps协议研究

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1、沈阳航空工业学院硕士学位论文CCSDS中SCPS协议研究姓名：梁义申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：拱长青20100104沈阳航空工业学院硕士学位论文摘要空间数据系统咨询委员会(CCSDS，ConsultativeCommitteeforSpaceDataSysteml致力于开发与航天测控相关的各种通信协议和数据传输规范；为适应空间通信环境，CCSDS推出了TCP／IP的改进版本SCPS(SpaceCommunicationProtocolSpecification)，意图实现航天测控网与Intemet的互联；本文围绕SCPS协议栈开展了以下工作：首先，鉴于相关中文

2、文献较为缺乏，系统而详细地研究了SCPS协议栈。在综述大量英文资料的基础上，对SCPS协议栈中的SCPS．FP、SCPS．TP、SCPS．SP以及SCPS．NP协议机制作出了细致分析，对SCPS．FP和SCPS—SP协议的性能进行了初步评价，并对SCPS．FP和SCPS．SP协议的发展应用前景进行了探讨。其次，研究了SCPS．TP协议在应对空间通信环境方面做出的改进和扩展，包括如何应对数据丢失、带宽受限和链路不对称等问题。并对SCPS．TP的扩展能力进行了深入研究。．·本文提出了基于I汀T预测的SCPS．TP协议改进方案。SCPS．TP协议在应用Vegas拥塞控制算法时，需要根据

3、I玎T的变化来改变拥塞窗口的大小；但空间网络拓扑不断变化，Vegas无法判断I玎T变化是由于拥塞还是因为网络拓扑结构变化所致。本方案将BP神经网络应用到协议中，利用神经网络的学习预测能力来判断RTT变化原因，从而提高SCPS．TP的适应能力。仿真结果表明，该方案能够提高SCPS—TP协议的吞吐量。本文提出了基于网络状况分类的SCPS．TP协议改进方案。在嵌入了BP神经网络之后，SCPS．TP可以对网络通信状况进行分类，考虑了正常、拥塞和拓扑变化三种情况，据此决定拥塞窗口的变化方向。仿真结果表明，该方案对协议性能提升的效果更佳。最后，描述了将BP神经网络嵌入到NS2仿真平台的移植过

4、程，同时介绍了相关的仿真数据处理机制。关键词：航天测控网；拥塞控制；CCSDS；SCPS—TP；BP神经网络沈阳航空工业学院硕士学位论文AbstractTheCCSDS(ConsultatiVeCommitteeforSpaceDataSystem)applyitselftodevelopmentkindsofcommunicationprotocolsanddatatransmissionstandardsinordertomeetthespacecommunicationsenvironment．ForinterconnectingTT&C(telemetry、trackan

5、dcommand)andInternet，CCSDSlaunchedtheSCPS(SpaceCommunicationProtocolSpecification)asanimprovementofTCP／IP．ThisthesisdidthefollowingworkaroundtheSCPSprotocolstack：First，duetolackofrelevantChineseliterature，thisthesisdetailedstudyoftheSCPSprotocolstack．BasedonalargenumberofEnglishdocument，theSC

6、PS-FP，SCPS-TP，SCPS-SPandSCPS—NPinSCPSprotocolstackareanalyzed，thentheperformanceofSCPS-·FPandSCPS·-SPprotocolisevNuatedpreliminarily,andthefutureofdevelopmentandapplicationaboutSCPS—FPandSCPS-SPprotocolis．discussed．Second．theimprovementsandexpansionofSCPS-TPinresponsetospacecommunicationsenvi

7、ronmentarestudied，includinghowtodealwithdataloss，bandwidth—constrained，andlinkasymmetryproblem．TheextendabilityofSCPS-TPisstudiedthroughlyalso．Third，basedonRTTprediction，thisthesispresentsanimprovementofSCPS—TPprotoc01．WhenusingVegascongestio