随着对空间探索的深入,建立空天地一体化网络成为趋势。空间通信环境具有高误码率、长延迟、频繁中断等特性,使得传统地面TCP/IP协议体系不再适用。针对空间恶劣的通信环境,出现了更适用于空间通信的网络体系—可容迟/容断网络(Delay/Disruption Tolerant Networking,DTN)。DTN通过在应用层与传输层之间增加了“束层”的方式,解决了空间环境造成的通信问题,并且束层的保管-传输机制使得空间网络通信链路可靠传输成为可能。空间通信环境的特性以及束层基于单跳的保管-传输机制都会对链路的传输时延造成影响,空间通信卫星节点之间的高速在轨相对运动,使得卫星之间的通信距离瞬息万变;再加上空间通信环境受到多方面的干扰,使得基于束层的时延估计变得更加困难。链路的传输时延是衡量链路通信状况非常重要的指标,传统基于bundle时延的估计算法,缺少对节点之间链路的实时状态考虑,设定的链路参数(误码率、传播时延、排队时延等)是静态的。针对传统估计传输时延算法存在的问题,本文提出了一种跟踪链路状态实时变化的时延估计算法。本文通过分析空间通信特殊环境对bundle传输时延造成的影响,结合BP层保管-传输机制的传输特性,建立了bundle往返时延与链路状态变量的基本表达式,并设计出基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filtering,UKF)算法的bundle传输时延估计基本模型。UKF基本模型可分为描述空间通信链路的状态变化的系统模型和描述bundle往返时延实际变化的测量模型。在对链路状态估计的过程中,根据bundle实际往返时延变化的特性,提出了一种基于测量值非等间距的UKF估计算法,并且利用得到UKF输出的对链路状态的估计值对bundle保管重传定时器的算法进行了优化。通过仿真证明,本文提出的估计算法可以有效的跟踪链路状态的变化,并有较好的鲁棒性;保管定时器算法能够更准确的预测bundle实际往返时延的变化,提高了网络的有效吞吐量。本文根据保管-传输的特性,还分析了在多跳环境下BP层消息传输的模型,分析了bundle基于单跳传输时延与多跳关联,在此基础上,推导出了多跳环境下文件传输时延模型,并通过仿真验证了估计模型的可靠性。