深空通信中CFDP協(xié)議應用優(yōu)化分析

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1、第31卷增刊飛行器測控學報V01．31Suppl·—2—0—1—2——‘g——1—2—D———————————————————J—o—u—r—n—a—l——ofSpacecraftTT&CTechnologyDec,2012———————深空通信中CFDP協(xié)議應用優(yōu)化分析’顧明(北京空間飛行器總體設計部·北京·100094)摘要：在對CCSDS(空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會)的CFDP(CCSDS文件傳輸協(xié)議)工作過程和延時性能進行分析的基礎上，提出深空通信環(huán)境下，適用于工程實際的協(xié)議傳輸效率優(yōu)化目標。針對提高傳輸性能進行參數(shù)優(yōu)化分析，并給出了獲取最優(yōu)化

2、的PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)長度的方法。仿真分析了傳輸文件數(shù)據(jù)量、距離、誤碼率、帶寬等任務和環(huán)境因素對CFDP協(xié)議實際使用效果和最優(yōu)PDU長度選取的影響。仿真結果表明，根據(jù)具體的任務和環(huán)境奈件使用分析優(yōu)化后的PDU長度參數(shù)，可以使CFDP協(xié)議達到更高的實際傳輸效率。關鍵詞：CFDP(CCSDS文件傳輸協(xié)議)；深空；優(yōu)化；PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)長度；效率中圖分類號：TN919：V419．9文獻標志碼：A文章編號：1674—5620(2012)Suppl．一0091—04OptimizationofCFDPApplicationinDeepSpaceCom

3、municationGUMing(InstituteofSpacecraftSystemEngineeringCAST，Beijing100094)Abstract：TheobjectivesofperformanceandefficiencyimprovementofCFDP(CCSDSFileDeliveryProtoc01)indeepspacecommunicationenvironmentareproposedfollowinganalysisofthetransmissionprocessanddelayoftheprotoc01．Pa

4、rameteroptimizationispresentedandthecalculationmethodofthebestPDU(ProtocolDataUnit)lengthispresented．Simulationisperformedontheinfluenceofmissionandenvironmentfactorsincludingfilesize，distance，BER(BitErrorRate)andbandwidthonCFDPandselectionofthebestPDUlength．Theresultsshowthat

5、highdatadeliveryefficiencyisachievedaftertheoptimizedPDUlengthparameterisused．Keywords：CCSDSFileDeliveryProtocol(CFDP)；deepspace；optimization；ProtocolDataUnit(PDU)length；ef—ficiencyU引茜CCSDS(空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會)制定了適用于高級在軌系統(tǒng)的CFDP(CCSDS文件傳輸協(xié)議)[1j，為惡劣復雜的空間通信環(huán)境，特別是深空通信條件下進行可靠的文件數(shù)據(jù)傳輸提供了標準。C

6、FDP協(xié)議在長時延、高誤碼率、非對稱信道條件下能達到相對較高的傳輸性能，比較適合用于深空通信[2。]。近年來國內外對CFDP協(xié)議的研究工作主要集中在協(xié)議性能分析、與其他可靠傳輸協(xié)議對比等方面[3’7]，而在工程背景中對CFDP如何進行應用優(yōu)化以達到盡可能高的實際效率方面尚未充分開展深入的定量研究。本文將對CFDP協(xié)議根據(jù)任務環(huán)境因素進行參數(shù)優(yōu)化研究，提出優(yōu)化方法并進行優(yōu)化效果分析。1CFDP工作過程與延時性能在CFDP協(xié)議中，發(fā)送方將要發(fā)送的文件分成若干個PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)。開始發(fā)送文件數(shù)據(jù)PDU前，先發(fā)送元數(shù)據(jù)PDU，內含文件名、大小、源ID

7、(標識符)和目的ID等信息。發(fā)送方不需要等待接收方返回確認信息，無論元數(shù)據(jù)PDU被成功接收與否，發(fā)送方都會在發(fā)出元數(shù)據(jù)PDU之后繼續(xù)傳輸文件數(shù)據(jù)PDU，即收發(fā)雙發(fā)不需要握手。接收方對接收到的PDU序列進行檢查，可以得知缺失的PDU，通知發(fā)送方對這些未成功接收到的PDU進行重發(fā)以實現(xiàn)可靠傳輸。采用的是基于NAK(否定確認)的自動重傳機制，即不對正確收到的PDU*收稿日期：2012—05—30；修回日期：2012一07一l6第一作者簡介：顧明(1978一)，男，博士，高級工程師，主要研究方向為航天器數(shù)據(jù)管理技術、空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)等E—mail：gm02nr

8、@yahoo．com．eil飛行器測控學報第31卷應答，而只對丟失的PDU和接收結束的情況進行應答。CFDP協(xié)議的基本類型