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《IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine》高亮报道天空地一体智能信息网络研究所深空容迟容断网络研究进展

    深空通信链路具有高误码率、长延迟及随机中断等诸多区别于地面网络的特征。针对这种挑战性网络环境,保障深空网络有效性和可靠性的解决方案之一是采用容迟容断网络(Delay/Disruption-Tolerant Network,DTN)。在DTN数据传输过程中,随机中断同时伴随很高的数据丢失率(深空通信通常为10^-7-10^-5,最差可达到10^-1)造成大量数据在发送或中继节点等待发送。若节点存储处理能力有限,大量数据将因为节点拥塞而丢弃.为保障通信的可靠性,协议将继续触发重传造成恶性循环,严重影响网络通信有效性和交付性能。本研究通过构建深空通信随机中断模型,对基于DTN的深空交付性能进行数学建模,研究分析了随机中断作用的关键因素及影响的性能指标;并通过半实物仿真平台真实数据流验证了分析模型的有效性和正确性,为深空通信网络性能的预知提供了重要的理论手段。本研究也为可靠交付重传计时器的优化设置提供了理论依据,同时根据队列的长度和平均排队时延可有效估量节点数据的拥塞程度,为路由的选择策略提供定量的指标,有利于网络负载均衡,避免拥塞造成的丢失或中断,提高深空网络整体的利用率,延长网络有效周期,增强网络鲁棒性和健壮性。
    本工作以“Queueing Analysis of DTN Protocols in Deep-Space Communications”为题正式发表于航天电子信息领域一流刊物《IEEE Aerospace and Electronic Systems magazine》,并被作为当期封底高亮度论文推荐。论文近期在IEEEXplore网站正式在线发表。论文第一编辑是博士生杨冠男,云顶娱乐官网天空地一体智能信息网络研究所赵康僆副教授和云顶娱乐官网特聘首席研究员、美国Lamar大学王汝海教授是文章的共同通讯编辑。相关工作以云顶娱乐官网天空地一体智能信息网络研究所为主要研究平台,联合美国拉马尔大学和北京飞行器总体设计部合作展开,并得到了美国宇航局喷气推进实验室(NASA JPL)的大力支撑。
 
G. Yang, R. Wang, K. Zhao, X. Zhang, W. Li and X. He, "Queueing analysis of DTN protocols in deep-space communications," in IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, vol. 33, no. 12, pp. 40-48, Dec. 2018. doi: 10.1109/MAES.2018.180069
 
论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/8650570

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