边远地区远程教育网络的交互式通信技术研究

基于IP over DVB-S的远程教育系统，发挥了卫星信道的广播优势，为农牧区等边远地区实现教育信息化、分享教育资源提供了支持。但卫星广播的单向特性限制了教学模式，不能满足用户交互式应用的需求。现有的卫星反向通信技术，无法在这些地区广泛实施。针对终端用户的业务特点，研究基于延迟容忍网络（DTN）技术，由车载计算机或人员携带的PDA终端通过Ad Hoc通信，收储卫星接收终端的消息，并携带消息移动，在适当的时机接入互联网转发，从而构建新型的卫星反向回传链路，为边远地区远程教育网络提供交互式通信技术。本项目率先提出在卫星远程教育系统中结合IP over DVB-S和DTN技术，研究其通信模型和关键算法，用以实现低成本、高覆盖的交互式教学服务。重点研究：一、与卫星远程教育应用相适应的DTN反向通信模式；二、DTN认证机制与通信安全机制；三、数据传输的区分服务；四、bundle协议一致性测试技术。

卫星远程教育发挥了广播优势，能够以较低的成本实现较大数据量在大区域内分发，是我国边远、经济欠发达地区教育信息化的重要途径。卫星广播的单向传输特性使教学过程中缺乏互动，使其应用受到了限制，是目前制约卫星远程教育发展的主要问题。本项目对这一问题进行了深入研究。针对边远地区卫星远程教育的应用环境及通信特点，提出了一种将IP over DVB技术与DTN技术融合起来的卫星远程教育网络交互式通信机制，通过移动通信节点基于Ad Hoc方式与卫星终端节点通信，基于存储-携带-转发方式构建新的反向回传链路，从而支持了交互式应用；对通信机制中关键的移动通信节点的通信协议开展了研究工作，分别提出了面向车辆节点的车流感知路由协议、面向手机节点的基于蓝牙与GPRS的通信模型，为不同场合下的交互式应用提供了保障；对交互信息的保密性与完整性问题开展研究，提出一种适用于该交互式卫星远程教育系统的信息加密及节点认证的通信安全机制，该机制安全可靠、兼容性强且经济适用；对反向链路数据传输的拥塞问题开展研究，提出了消息调度的动态区分服务机制和拥塞自适应的路由协议；研发了支持DTN交互方式的通信系统软件，部署了基于DTN的交互式卫星远程教育原型系统，完成了对通信协议和系统功能等进行的测试。