發(fā)布時間：2017-05-29 23:08

  本文關(guān)鍵詞：深空通信中分布式噴泉碼的仿真與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：深空探測是近年來人類在探索未知宇宙方面所進(jìn)行的重要努力之一。而深空環(huán)境下的通信傳輸又成為深空探測領(lǐng)域的重要研究方向。然而要實(shí)現(xiàn)可靠的深空通信，又存在著諸多困難。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用的諸多技術(shù)已無法滿足深空通信中的傳輸需求。近年來，噴泉碼以其特殊的性能與優(yōu)勢成為了深空通信中信道編碼的主要方式。而隨著研究的深入，分布式LT碼越來越受到人們的關(guān)注。這是一種對LT碼的改進(jìn)，在多信源單中繼模型下具有較LT碼更加出色的性能。 本文對分布式噴泉編碼在深空通信中的應(yīng)用進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第一部分介紹了分布式LT碼的基本原理，其中包括了詳細(xì)的兩信源與四信源分布式LT碼的度分布推導(dǎo)過程，信源節(jié)點(diǎn)的編碼方式和中繼節(jié)點(diǎn)的處理策略。最后介紹了一種通過對信源度分布的改進(jìn)從而提高譯碼性能的算法。第二部分內(nèi)容為仿真實(shí)現(xiàn)。一方面通過網(wǎng)絡(luò)仿真，給出基于分布式LT碼在不同條件下的譯碼性能，并與普通LT碼進(jìn)行對比分析。另一方面開發(fā)了基于分布式LT碼的D-FDP通信協(xié)議的完整協(xié)議棧，驗(yàn)證了分布式LT碼以及D-FDP協(xié)議在深空條件下優(yōu)異的性能。 本文有兩項創(chuàng)造性工作：第一項為首次使用了NS3軟件作為網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，通過搭建虛擬的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，配置鏈路參�?shù)，，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)行為，模擬分布式LT碼Y型通信模型，對分布式LT碼與基于分布式LT碼的應(yīng)用層協(xié)議D-FDP的性能進(jìn)行仿真，并且分別選擇LT碼與CFDP協(xié)議進(jìn)行性能對比，驗(yàn)證了理論假設(shè)。第二項為使用硬件平臺，通過讀取衛(wèi)星運(yùn)行星歷模擬深空通信網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的行為，基于此平臺開發(fā)了完整的通信協(xié)議棧，并首次使用了基于分布式LT碼的D-FDP協(xié)議作為應(yīng)用層協(xié)議。然后經(jīng)過數(shù)次的運(yùn)行與統(tǒng)計，得出D-FDP協(xié)議與CFDP協(xié)議的性能對比。通過網(wǎng)絡(luò)軟件仿真與硬件實(shí)現(xiàn)兩種方式，為進(jìn)一步的理論研究與工程實(shí)踐給出了可行性指導(dǎo)，并得出了結(jié)論：分布式LT碼在實(shí)際應(yīng)用中具有較為良好的性能，能夠滿足深空通信中對于傳輸可靠性以及有效性的基本需求。
【關(guān)鍵詞】：深空通信 分布式LT碼 分布式噴泉傳輸協(xié)議 NS3
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22;TN927
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的與意義11-12
• 1.3 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 深空探測研究現(xiàn)狀12
• 1.3.2 噴泉編碼技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 分布式噴泉碼的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第2章 噴泉碼編譯碼原理15-38
• 2.1 引言15
• 2.2 信道特性15-16
• 2.3 典型噴泉碼舉例16-18
• 2.3.1 LT 碼16-17
• 2.3.2 Raptor 碼17-18
• 2.4 LT 碼編譯碼原理18-24
• 2.4.1 隨機(jī)序列18-19
• 2.4.2 度分布設(shè)計19-20
• 2.4.3 編碼算法實(shí)現(xiàn)20-21
• 2.4.4 譯碼算法實(shí)現(xiàn)21-24
• 2.5 兩信源分布 LT 碼24-29
• 2.5.1 兩信源單中繼 Y 型通信模型24-25
• 2.5.2 DLT-2 度分布的構(gòu)造與實(shí)現(xiàn)25-28
• 2.5.3 兩信源分布式 LT 碼中繼策略28-29
• 2.6 四信源分布式 LT 碼29-32
• 2.6.1 四信源單中繼通信模型29-30
• 2.6.2 DLT-4 度分布的構(gòu)造與實(shí)現(xiàn)30-31
• 2.6.3 MLT-4 編碼的實(shí)現(xiàn)31-32
• 2.7 基于度分布的分布式 LT 碼優(yōu)化32-38
• 2.7.1 研究背景32-34
• 2.7.2 MDSD 分布的構(gòu)造與實(shí)現(xiàn)34-36
• 2.7.3 基于 MDSD 分布的中繼策略36-38
• 第3章 分布式 LT 碼網(wǎng)絡(luò)仿真38-60
• 3.1 引言38-39
• 3.2 NS3 仿真平臺簡介39
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞拇罱ㄅc深空信道配置39-45
• 3.3.1 NS3 平臺架構(gòu)39-42
• 3.3.2 Y 型模型網(wǎng)絡(luò)在 NS3 下的搭建與配置42-45
• 3.4 仿真關(guān)鍵算法的實(shí)現(xiàn)45-52
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)仿真中使用的通信協(xié)議45-48
• 3.4.2 LT 碼與分布式 LT 碼編碼實(shí)現(xiàn)48-51
• 3.4.3 LT 碼譯碼實(shí)現(xiàn)51-52
• 3.5 普通 LT 碼與分布式 LT 碼的性能仿真與分析對比52-60
• 第4章 基于分布式 LT 碼的協(xié)議實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證60-78
• 4.1 硬件平臺簡介60-66
• 4.1.1 總體方案60-61
• 4.1.2 硬件平臺配置61-66
• 4.2 硬件平臺協(xié)議棧的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)66-72
• 4.2.1 深空通信環(huán)境模擬的實(shí)現(xiàn)66-68
• 4.2.2 協(xié)議棧關(guān)鍵算法的實(shí)現(xiàn)68-72
• 4.3 測試結(jié)果與分析72-78
• 第5章 總結(jié)與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單83-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉嘉興;;走向深空——測控通信的發(fā)展方向[J];電訊技術(shù);2006年02期

2 翟政安,羅倫,時信華;深空通信信道編譯碼技術(shù)研究[J];飛行器測控學(xué)報;2005年03期

3 林墨;深空測控通信技術(shù)發(fā)展趨勢分析[J];飛行器測控學(xué)報;2005年03期

4 王一然,劉曉川,羅開元;國際深空探測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];國際太空;2003年02期

5 甘仲民;;深空通信[J];數(shù)字通信世界;2005年06期

6 李璐穎;吳湛擊;王文博;;噴泉碼編譯碼原理研究和分析[J];中國新通信;2010年07期

7 歐陽自遠(yuǎn);李春來;鄒永廖;劉建忠;徐琳;;深空探測的進(jìn)展與我國深空探測的發(fā)展戰(zhàn)略[J];Aerospace China;2002年12期

8 周茜;李亮;陳增強(qiáng);趙加祥;;Implementation of LT codes based on chaos[J];Chinese Physics B;2008年10期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱宏杰;噴泉碼編譯碼技術(shù)與應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：深空通信中分布式噴泉碼的仿真與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：405887