Tendo em conta os problemas das comunicações no espaço profundo, como a extensão temporal, a elevada taxa de erro de bit, a assimetria do canal, a elevada redundância dos códigos LT de comprimento de código curto e a baixa taxa de sucesso da descodificação, propõe-se uma transmissão de dados no espaço profundo baseada em códigos LT optimizados (OLT). Estratégia. Em primeiro lugar, é proposto um código OLT através do ajuste da função de distribuição de graus, adoptando uma nova estratégia de seleção de pacotes e um algoritmo de descodificação conjunto. Em seguida, é proposta uma estratégia de transmissão de dados no espaço profundo baseada em códigos OLT; a extremidade emissora codifica os ficheiros de dados com códigos OLT e envia-os; na extremidade recetora, é utilizado um algoritmo de descodificação conjunta para descodificar os pacotes codificados recebidos e obter os dados originais. Os resultados da simulação mostram que, em comparação com os códigos LT, os códigos OLT podem melhorar a taxa de sucesso da descodificação e reduzir a redundância; em comparação com o CFDP, esta estratégia pode reduzir eficazmente os atrasos e melhorar a eficácia e a fiabilidade da transmissão de dados; em cenários de perdas elevadas, as vantagens desta estratégia são mais evidentes.
A comunicação no espaço profundo é a base da exploração do espaço profundo. As futuras missões de exploração do espaço profundo exigem estratégias avançadas de transmissão de dados para garantir a transmissão fiável de grandes quantidades de dados. Devido à longa distância de transmissão das comunicações no espaço profundo e à baixa relação sinal/ruído, o ambiente da ligação é difícil[“, o que resulta num longo tempo de transmissão de dados no espaço profundo, numa elevada taxa de erro de bits, na assimetria do canal e noutras deficiências. Por conseguinte, as estratégias tradicionais de transmissão de dados já não são aplicáveis no espaço profundo. [2-4]. A estratégia de transmissão de dados no espaço profundo baseada no protocolo de controlo de transmissão melhorado [5-8] adopta um novo algoritmo de estado inicial, um mecanismo de controlo de congestionamento melhorado e uma estratégia de processamento de perda de pacotes. Embora possa efetivamente melhorar o débito e a utilização da ligação, não consegue lidar com atrasos e taxas de erro de bits elevadas. O protocolo de transferência de ficheiros (CCSDS FileDelivery Protocol, CFDP) proposto pelo Comité Consultivo para os Sistemas de Dados Espaciais (CCSDS) pode ser bem adaptado ao ambiente do Deep Empty [°], reduzindo o processo de interação; mas não processa vários pacotes de dados e continua a exigir feedback e retransmissão, o que resulta num atraso demasiado grande.
Nos últimos anos, o código fonte, enquanto tecnologia de agrupamento de correção de erros para a frente que não requer ligações de retorno e pode aproximar-se do limite de Shannon com qualquer probabilidade, tem sido aplicado a estratégias de transmissão de dados no espaço profundo.
(10-13) para reduzir o número de retransmissões e os atrasos. O código LT é um esquema de codificação de fontes com desempenho prático1, mas tem uma grande redundância em códigos de curta duração, uma elevada complexidade de codificação e descodificação, e o algoritmo de propagação de crenças (BP) normalmente utilizado não é eficiente, e o algoritmo de eliminação de Gaussianas (GE) é demasiado complexo. A literatura [15] utiliza o algoritmo de codificação de compensação de colunas correlacionadas e o algoritmo de eliminação Gaussiana incremental para resolver problemas de curto prazo. A melhoria do comprimento do código LT melhorou, em certa medida, a taxa de sucesso da descodificação do código LT, mas a complexidade da codificação e da descodificação é elevada e não é apresentada qualquer estratégia específica de transmissão de dados.
Em resposta aos problemas acima referidos, este artigo analisa primeiro o algoritmo de codificação e descodificação do código LT e discute o desempenho da aplicação do código LT na comunicação espacial profunda. Em seguida, o código LT de comprimento de código curto é optimizado para obter o código LT optimizado (Optimized LT, OLT): na premissa de manter as caraterísticas de taxa de código do código LT, é proposta uma nova estratégia de seleção de pacotes e a função de distribuição de graus é ajustada. O código OLT é um código de descodificação de dados, que garante a cobertura total dos dados originais; em seguida, analisa as deficiências do algoritmo de descodificação existente, utilizando o algoritmo BP e o algoritmo GE para a descodificação conjunta, a fim de obter um melhor desempenho de descodificação. Finalmente, é proposta uma estratégia de transmissão de dados no espaço profundo baseada em códigos OLT, que é simulada e analisada.
1LT e análise do desempenho da sua aplicação no espaço profundo 1.1 Algoritmo de codificação e descodificação do código LT
O método de codificação do código LT é o seguinte: 1) Assumir que o tamanho do ficheiro de origem é k*L, dividi-lo em h pacotes de dados e o tamanho de cada pacote de dados é L; 2) Selecionar um valor de grau a partir da função de distribuição de graus d. Em seguida, selecionar aleatoriamente l pacotes de dados de k pacotes de dados para XOR para obter um pacote codificado; 3) Repetir o passo anterior para obter um determinado número de pacotes codificados.
O algoritmo BP normalmente utilizado nos códigos LT é um algoritmo iterativo. Como mostra a Figura 1, em cada passo da descodificação, o descodificador procura pacotes de codificação com grau 1 no conjunto de pacotes de codificação. O conjunto de pacotes de codificação com grau 1 é designado por conjunto de flutuações de descodificação. Obviamente, as flutuações de descodificação Os pacotes de dados ligados por pacotes de codificação centralizados podem ser descodificados diretamente. Em cada passo da iteração, o descodificador faz XOR a um pacote de dados descodificado com todos os pacotes de codificação a ele ligados, e o resultado do cálculo substitui o valor do pacote de codificação correspondente. Após a conclusão, a relação de ligação correspondente é eliminada. Se for gerado um pacote de codificação com grau 1, adicionar o conjunto de flutuações de descodificação. Se todos os pacotes de dados forem recuperados, a descodificação é bem sucedida, caso contrário, a descodificação falha.