《深空通信中面向業務時效性的分級噴泉編碼方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由李德志擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：深空通信中面向業務時效性的分級噴泉編碼方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李德志
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著深空探測任務的增加，深空通信業務的時效性差異問題受到越來越多的重視。具有分級傳輸特性的噴泉碼傳輸協定可以在長延時，反饋受限的深空通信中提供面向業務時效性的高效傳輸能力。首先，通過對BP解碼過程中產生的冗餘信息進行量化，分析解碼過程中輸入符號與輸出符號之間的關係，從而建立編碼方案與分級傳輸性能的關係模型，為編碼方案的設計奠定基礎；其次，針對單一業務內時效性需求差異的問題，設計具有中間解碼性能的階段LT碼編碼方法；最後，對於多種業務間時效性需求差異的問題，研究具有不等恢復時間（URT）特性的階段漸增碼編碼方法，保證各種業務可以按自身時效性及可靠性需求進行高效傳輸。通過本項目的研究，可以進一步提高深空通信系統傳輸效率，為提高我國深空探測的能力提供理論基礎和技術支撐。
結題摘要
本課題研究旨在解決深空通信中數據在傳輸時難以滿足不同時效性需求的問題。經過三年的努力，課題組圓滿地完成了課題計畫規定的任務內容。在立項之時，項目組把噴泉碼的有限碼長下性能分析方法作為重點和難點。為此，本課題研究分別從基於BP解碼的噴泉編碼方法時效性研究、針對業務內時效性差異的噴泉編碼方法研究和針對業務間時效性差異的噴泉編碼方法研究等方面開展了研究工作，取得了多項重要學術成果和關鍵技術突破：(1)針對與或樹分析和密度進化分析兩個方法無法準確分析有限長噴泉碼的性能的問題，在本項目研究過程中，我們通過對輸入符號的中間譯出機率及輸出符號的中間釋放機率進行研究，明確不同編碼方法對解碼性能的影響，並將專注點落在時效性和高效性方面，為設計具有中間解碼性能及不等恢復時間特性的噴泉編碼方法提供理論基礎。(2) 對於有中間恢復需求的數據，為了確保部分數據可以提前譯出，並儘量避免過多的反饋信息對信息傳輸效率的影響，我們設計了具有中間解碼性能的噴泉編碼，通過設計不同階段在不同的數據分段中抽取的機率，設計出的階段編碼，在有效提高中間解碼性能的同時，具有較低的解碼開銷。(3) 針對不同數據具有不同時效性需求的特點，為了滿足其時效性需求，提出了階段漸增編碼方式。階段漸增碼可以通過設計在不同的解碼中間時刻提供比漸增碼更好的中間解碼性能，且相比於具有傳統的具有中間解碼性能和不等恢復時間特性的噴泉編碼，階段漸增碼的解碼開銷性能更好，從而可以在數據不等時效性分級傳輸的過程中，確保整體傳輸效率。截至目前為止，在本項目的支持下，基於上述研究成果，課題組已發表論文11篇，其中SCI檢索5篇，EI檢索6篇。在進行本課題研究和積累的同時，課題組對新的科學問題和研究方向進行了探索，確定了噴泉碼的有限長分析，中間解碼性能分析和不等恢復時間特性的研究等重要研究方向，明確了其中存在的部分關鍵科學問題。
