基于系統(tǒng)碼的深空時(shí)變信道傳輸策略研究.pdf

1、深空探測(cè)具有十分重要的科學(xué)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)意義，其中深空通信的有效進(jìn)行是保障深空探測(cè)任務(wù)成功的關(guān)鍵。隨著深空通信任務(wù)的日益艱巨，未來將選用具備更高傳輸速度和更寬帶寬的Ka波段。但是K a波段盡管能夠增加通信下行鏈路的數(shù)據(jù)吞吐量，卻容易受到天氣變化的影響繼而導(dǎo)致傳輸過程的有效性降低。由于近地天氣的動(dòng)態(tài)變化，使得 Ka波段下行鏈路呈時(shí)變信道。針對(duì)于時(shí)變信道而言，使用傳統(tǒng)的固定傳輸速率的鏈路方案使得鏈路的有效吞吐量受限甚至鏈路中斷，所以本論文擬提出

2、自適應(yīng)傳輸速率方案以應(yīng)對(duì)時(shí)變信道的誤碼率變化，在保證通信鏈路連續(xù)性的同時(shí)，深空 Ka波段下行鏈路的系統(tǒng)吞吐量也會(huì)增加。設(shè)計(jì)自適應(yīng)傳輸方案首先需要基于深空 Ka波段下行鏈路進(jìn)行信道建模，在信道模型的基礎(chǔ)上，對(duì)信道進(jìn)行預(yù)測(cè)。然而信道的預(yù)測(cè)結(jié)果相較于實(shí)際信道狀態(tài)會(huì)存在誤差，因此需要接收端反饋與前向糾刪技術(shù)來降低預(yù)測(cè)誤差對(duì)于系統(tǒng)吞吐量的影響，本文重點(diǎn)關(guān)注如何進(jìn)一步提高系統(tǒng)吞吐量。
　　本文為了減少由于近地天氣變化所帶來的下行鏈路吞吐量損耗

3、，結(jié)合近地大氣雨衰參數(shù)與等價(jià)噪聲溫度，建立時(shí)變信道預(yù)測(cè)模型——Gilbert-Elliot模型。同時(shí)基于此信道模型，計(jì)算出兩種信道閾值策略中的閾值，在深空背景下設(shè)計(jì)出具有最優(yōu)閾值策略的GE信道模型，為下一步設(shè)計(jì)結(jié)合傳輸協(xié)議的信道預(yù)測(cè)算法提供平臺(tái)。
　　為了避免由于預(yù)測(cè)步長(zhǎng)過長(zhǎng)而引起預(yù)測(cè)誤差過大的問題，本課題采用能夠處理間斷傳輸，大時(shí)延，高誤碼率的LTP/BP協(xié)議反饋地面天氣狀態(tài)，從而避免了預(yù)測(cè)步長(zhǎng)過長(zhǎng)的問題。本文提出基于異步LTP

4、/BP協(xié)議的文件傳輸模式，并結(jié)合LTP傳輸模式特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種基于K a波段的信道狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，從而提高Ka波段下行鏈路的全局吞吐量。
　　在前向糾刪技術(shù)中引入了系統(tǒng)噴泉碼，系統(tǒng)碼是無碼率碼，沒有固定的傳輸速率，因此當(dāng)信道條件為“好”狀態(tài)時(shí)，發(fā)送端選擇用高傳輸碼率傳輸；當(dāng)信道條件為“壞”狀態(tài)時(shí)，則選用低傳輸碼率傳輸。根據(jù)天氣狀態(tài)轉(zhuǎn)變對(duì) Ka波段下行鏈路丟包率變化的影響，自適應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)噴泉碼碼率，從而保證Ka波段的數(shù)據(jù)鏈路能夠連續(xù)通