《面向火星臨近空間時變信道的檔案可靠傳輸機理》是依託哈爾濱工業大學，由焦健擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向火星臨近空間時變信道的檔案可靠傳輸機理
- 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：焦健
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
火星探測任務極遠的通信距離和複雜的臨近空間環境使得表面探測設備無法直接向地球返回探測信息，需要構建火星中繼軌道器構建臨近空間網路，以中繼存儲轉發的容遲網路體制傳輸數據檔案。而火星臨近空間網路的稀疏節點大範圍高速移動，同時對檔案可靠傳輸和節點存儲資源提出了挑戰。深空弱鏈路的大傳播時延以及高誤碼率，使得傳統的深空信道編碼和確認重傳機制無法滿足未來深空探測的需求。隨著面向傳輸層檔案分組的長糾刪碼技術興起，課題以保障火星臨近空間檔案可靠傳輸為切入點，首先對火星臨近空間時變信道建模並研究統計特性，以獲得節點間的最大吞吐量期望策略；然後針對以火星中繼軌道器劃分開的兩段中繼鏈路，分別設計匹配分段鏈路質量的差異和設備能力的長糾刪編碼並與相應的深空容遲網路下存儲轉發體制的協定層進行聯合最佳化。在保障火星臨近空間鏈路傳輸性能的同時，保障節點存儲能力和資源利用率，並建立仿真驗證平台修改和完善上述算法。
結題摘要
隨著我國深空探測工程的持續深入，本項目基於我國空間科學技術的發展現狀和未來深空探測的網路化趨勢，針對未來火星探測任務所面臨的極遠通信距離及火星複雜臨近空間環境等難題，探索了在未來的深空容遲/容斷網路體制下的檔案可靠傳輸機制。項目針對火星臨近空間的信道時變、節點稀少、動態性高等特點，以構建火星臨近空間網路為切入點，重點研究設計了長糾刪碼以保障探測數據分段可靠傳輸的機制，具體如下： 1、聯合考慮地球-火星各段鏈路的節點缺少端到端路徑和不同頻段的傳播特性，首先對火星臨近空間信道建模，然後對網路體系架構的鏈路預算、協定棧及數據傳輸機制進行全面的測算與分析；研究信道時變機理和統計特性，評估了節點間允許傳輸的機率、存儲轉發的開銷，建立了LEC複雜度與非糾刪ARQ傳輸性能及信道環境參數的量化模型。 2、以中繼節點的存儲轉發機制為核心，針對分段鏈路質量的差異和設備能力，設計不同的LEC分組處理機制，驗證了糾刪傳輸機制可靠性；對LEC與DTN傳輸協定體系進行聯合最佳化設計，提高了傳輸的可靠性能和資源利用率，保障了大衰減、大時延環境下的檔案可靠傳輸。 3、定量分析DTN框架下通信資源開銷與業務傳輸的收益，聯合考慮信道狀態、能量分配、鏈路可見時間、節點計算能力和存儲資源，設計節點資源聯合最佳化的高效傳輸機制，最佳化大尺度深空網路的多跳保管傳輸機制，提升下行吞吐量，並搭建仿真平台進行綜合評估驗證。
