中国空间科学技术

中国空间科学技术 ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (2): 53-61.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0042

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空间通信自适应文件传输协议设计

 王洋, 杨宏*, 陈晓光, 陈淞   

  1. 中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094
  • 收稿日期:2016-12-15 修回日期:2017-04-05 出版日期:2017-06-25 发布日期:2017-05-18
  • 作者简介:王洋（1984-），女，博士研究生，happyangw@163.com，研究方向为航天器测控与通信，深空通信网络协议设计 *通讯作者：杨宏（1963-），男，研究员，yanghong55@gmail.com，研究方向为航天器总体设计

Designofadaptiveretransmittedfiledeliveryprotocolinspacecommunication

 WANG  Yang, YANG  Hong*, CHEN  Xiao-Guang, CHEN  Song   

  1. InstituteofMannedSpaceSystemEngineering，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China
  • Received:2016-12-15 Revised:2017-04-05 Published:2017-06-25 Online:2017-05-18

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摘要： 现有的基于调整重传次数来降低文件传递时延的算法，或固定地重传丢失的协议数据单元（包）两次，或仅根据丢包率来调节重传次数，没有考虑到包个数、丢包率、链路单向传播时延与单个包发送时延之比等影响因素。文章基于延迟型否定应答文件传输协议，提出了一种用于空间通信的自适应调节重传次数的文件传输协议。对该协议的文件传递时延和额外传输开销性能进行了理论建模，分析了重传阶段包重传次数对重传回合数和重传包总个数两方面的影响，提出了自适应调节模块的设计方案。理论分析和仿真结果表明，在地火通信、文件包个数为1k、丢包率为0.79条件下，相比于双重传文件传输协议和延迟型否定应答文件传输协议，分别缩短了55.69%和74.28%的文件传递时延；在地月通信、文件包个数为100k、丢包率为0.79条件下，相比于仅根据误码率调节重传次数的重复发送文件传输协议，缩短了28.05%的文件传递时延。

关键词: 文件传输协议, 自适应, 空间通信, 文件传递时延, 额外传输开销, 理论建模

Abstract: CCSDSfiledeliveryprotocol（CFDP）wasimprovedbydoubleretransmissionmechanismorsettingtheretransmittedtimesinviewofbiterrorrate（BER）.However，withoutconsideringtheimpactofthenumberofprotocoldataunits（PDUs），packeterrorrate（PER）andtheratiooflinkpropagationdelaytoPDUtransmissiondelay，theseschemesarenotthemostappropriateinspecificspacemissionsunderdifferentchannelconditions.  BasedonCFDP，anewfiledeliveryprotocoladjustingtheretransmittedtimesoflostPDUsadaptively（AR-FDP）wasproposedinspacecommunication.ThetheoreticalmodelsoffiledeliverytimeandextratransmissioneffortofAR-FDPwereestablished.Also，theeffectsofretransmittedtimesonthenumberofretransmissionroundsandthenumberofretransmittedpacketswereanalyzedandtheschemeoftheadaptivecontrolmodulewaspresented.ThetheoreticalanalysisandsimulationresultsindicatethattheAR-FDPshortensthefiledeliverytimeby55.69%and74.28%comparedtothedoubleretransmissionschemeandCFDPrespectivelyinMars-to-EarthcommunicationwithPDUnumberof1kandPERof0.79.InMoon-to-Earthcommunication，theAR-FDPshortensthefiledeliverytimeby28.05%comparedtotheschemeadjustingtheretransmittedtimesinviewofBERwithPDUnumberof100kandPERof0.79.

Key words: filedeliveryprotocol, adaptive, spacecommunications, filedeliverytime, extratransmissioneffort, theoreticalmodel