空间信息网络（Space Information Network, SIN）的构建是国际科学前沿和战略制高点，能够高效实现导航定位、远洋航行、应急救援、通信中继、航天运输、航天测控、实时传输、空间探测等重大应用服务。为实现空间信息网络点对点通信的大容量、高速率、高可靠、低时延和低能耗的数据传输，针对空间信息网络星地链路或星间链路频繁中断、长时延、高误码率、信道不对称的特点，本文基于 DTN（Delay/Disruption Tolerant Networks, DTN）协议体系的LTP（Licklider Transmission Protocol, LTP）传输协议，创新性的提出了LTP-HARQ （Hybrid Automatic Repeat reQuest, HARQ）协议，基于 OSTBC（Orthogonal SpaceTime Block Coding, OSTBC）预编码的 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）系统，在不同衰落信道条件下给出了性能分析框架，推导并得到了相关性能指标的闭合解。　　首先，从空间信息网络点对点传输的可靠性与有效性出发，提出了基于HARQ传输机制的LTP-HARQ协议，并详细说明了LTP-HARQ协议传输流程，建立了基于 OSTBC-MIMO 系统下的系统模型，包括其信号模型和衰落信道模型。从信息论的角度出发，给出了衡量LTP-HARQ协议性能的指标，包括传输次数期望，吞吐量，传输时延和单位信息能量，并阐明了不同HARQ的分类方式和不同的衰落方式，定义了本文分析的基本工具，即拉普拉斯变换式。　　然后，借助系统模型中的相关定义，采用拉普拉斯变换工具给出了无损HARQ-RR （Repetition Redundancy, RR），截断HARQ-RR和ARQ三种传输机制在Rayleigh和Rician衰落情况下，各个性能指标的闭合表达式。采用Monte-Carlo仿真，与不同衰落条件下的传输机制的传输次数期望、吞吐量和传输时延指标进行了联合对比分析，验证了理论公式的准确性，并探讨了吞吐量的相关极值问题。分析表明，采用OSTBC-MIMO系统的LTP-HARQ传输机制，其容量，吞吐量，都得到了明显提升。此外，在保证传输成功数据的同时，存在着单位信息能量最小值，即能耗最少。由此得到了系统吞吐量和单位信息能量最值相关的四条定理。　　最后，文章给出了HARQ-IR（Incremental Redundancy, IR）传输机制的性能分析模型，包括在瑞利和莱斯衰落下性能指标的理论表达式和仿真结果。基于以上四种传输机制，本文着重分析了单位信息能量性能，从信息传输的可靠性出发，本文从数学角度定义了可靠性，证明了HARQ-RR和HARQ-IR才是可靠传输机制，能完全保证空间信息网络数据传输的可靠性，同时相比原有的ARQ方式降低了传输时延。为使结果更具普适性，继而给出了 Nakagami-m衰落下各个性能指标的理论表达式。　　综上，OSTBC-MIMO系统的引入使得SIN系统容量和吞吐量大大提升，而单位信息能量关于最值的讨论表明两点间传输在既能保证成功传输的条件下，还能保证能耗最少。本文完整的给出了空间信息网络两点间传输的性能分析框架，其对空间信息网络实现高容量、高速率、高可靠、低时延、低功耗具有理论指导意义。