深空通信中基于噴泉碼的文件傳輸協(xié)議研究.pdf

1、深空探測(cè)是人類在太空活動(dòng)的主體，是探尋宇宙起源和擴(kuò)展人類未來(lái)生存空間的必然舉措。而維系航天探測(cè)器與地面通信系統(tǒng)的唯一紐帶就是深空通信系統(tǒng)，因此深空通信技術(shù)的發(fā)展直接影響著整個(gè)深空探測(cè)的前進(jìn)方向。在深空探測(cè)任務(wù)中所采集到的信息都以文件的形式存儲(chǔ)再發(fā)送，因此文件傳輸協(xié)議的優(yōu)劣直接決定了深空通信系統(tǒng)的性能。
　　由于深空通信收發(fā)雙方具有極遠(yuǎn)的傳輸路徑以及極高的丟包率，現(xiàn)有的TCP（Transmission Control Protoco

2、l）協(xié)議極差，已經(jīng)不能滿足深空通信的基本要求。而CFDP（CCSDS File Protocols）協(xié)議在一些短延時(shí)和低丟包率的信道環(huán)境中表現(xiàn)出了優(yōu)良的性能，然而在信道時(shí)延及丟包率增加到一定閾值時(shí)，CFDP協(xié)議仍需要對(duì)丟失數(shù)據(jù)包進(jìn)行多次重傳，文件傳輸時(shí)延明顯增加。
　　經(jīng)過(guò)分析論證得出反饋信息的傳輸次數(shù)直接決定了文件傳輸協(xié)議的性能，因此基于前向糾錯(cuò)技術(shù)的噴泉碼可以引入到文件傳輸協(xié)議之中，這樣就可以減少對(duì)丟失數(shù)據(jù)包的反饋。所以結(jié)合研

3、究?jī)?nèi)容，本文針對(duì)深空通信環(huán)境的特點(diǎn)提出一種基于LT碼的文件傳輸協(xié)議（Luby Transform based Protocol），解決了高丟包率、長(zhǎng)傳輸時(shí)延造成反饋次數(shù)增多而引起鏈路性能的下降，減少了文件的傳輸時(shí)間，提高通信鏈路的吞吐率。此外在設(shè)計(jì)LT-P協(xié)議之前，對(duì)可能影響協(xié)議性能的因素進(jìn)行了分析，包括譯碼算法的選擇、度分布函數(shù)的分析以及LT譯碼開(kāi)銷的估算，并根據(jù)分析結(jié)果給出了相關(guān)建議。
　　最后通過(guò)搭建的深空通信文件傳輸協(xié)議仿