基于网络编码和动态冗余的深空网络传输机制研究

摘要

由于深空网络相较于地面网络具有高误码、超长时延和突发丢包的特点，现有的传输机制难以满足其高效传输的要求。为了解决深空网络的文件传输方面的困难，本文通过在深空网络传输中引入网络编码技术，设计提出了基于网络编码的深空网络传输机制，并针对深空网络存在突发丢包的特点，通过将编码块合理组合，提出了块组合编码机制，本文的工作主要包括：
　　首先，对深空网络的数据传输研究现状进行全面分析，总结了应对误码和长时延问题的传输优化技术，探讨了深空网络传输协议的研究现状，并分析了其不足之处，从而引出本课题的研究内容。
　　其次，将网络编码技术应用到深空网络传输中提出了一种基于网络编码的深空网络传输机制NCSTP，该机制提出根据链路丢包率，发送端在正常的报文序列中合理加入冗余编码报文，接收端通过这些编码报文解码产生丢失的原始报文，从而避免了丢报重传所带来的时间损耗。
　　再次，针对深空网络存在突发丢包的特点，本文通过将编码块合理组合，提出了块组合编码机制。该机制提出根据链路丢包率计算出块编码系数n，也即需组合到一起的编码块的数量，发送端根据计算结果将n个编码块组合成一个组合块，并利用该组合块产生相应的m(m≥n)个冗余编码报文。当该组合块内发生突发丢包，连续丢失多个报文时，只要丢包数小于块编码系数n，则接收端可以利用组合块的m个编码报文解码产生丢失的报文，从而有效应对突发丢包的问题。
　　最后，在仿真平台中对机制的性能进行测试分析。本文在仿真平台中搭建了模拟深空网络的网络拓扑，并在该拓扑中测试两个机制在不同参数下的各项性能，通过比对分析得出结论。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 相关技术简介

1.3 本文工作

1.4 文章结构

第二章 相关研究

2.1针对误码问题的传输优化技术

2.2针对长时延问题的传输优化技术

2.3深空网络传输技术研究现状

2.4本章小结

第三章 基于网络编码和动态冗余的深空网络传输机制

3.1理论基础

3.2 基于网络编码的传输机制NCSTP

3.3 基于动态冗余的传输机制BCC

3.4 本章小结

第四章 基于网络编码的深空网络传输协议实现

4.1协议整体框架

4.2 NCSTP实现策略

4.3 BCC实现策略

4.4 本章小结

第五章 实验评估

5.1 实验设置

5.2结果分析

5.3本章小结

第六章 结束语

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果