深空通信中CFDP协议应用优化分析

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1、第31卷增刊飞行器测控学报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协议应用优化分析’顾明(北京空间飞行器总体设计部·北京·100094)摘要：在对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的CFDP(CCSDS文件传输协议)工作过程和延时性能进行分析的基础上，提出深空通信环境下，适用于工程实际的协议传输效率优化目标。针对提高传输性能进行参数优化分析，并给出了获取最优化

2、的PDU(协议数据单元)长度的方法。仿真分析了传输文件数据量、距离、误码率、带宽等任务和环境因素对CFDP协议实际使用效果和最优PDU长度选取的影响。仿真结果表明，根据具体的任务和环境奈件使用分析优化后的PDU长度参数，可以使CFDP协议达到更高的实际传输效率。关键词：CFDP(CCSDS文件传输协议)；深空；优化；PDU(协议数据单元)长度；效率中图分类号：TN919：V419．9文献标志码：A文章编号：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(空间数据系统咨询委员会)制定了适用于高级在轨系统的CFDP(CCSDS文件传输协议)[1j，为恶劣复杂的空间通信环境，特别是深空通信条件下进行可靠的文件数据传输提供了标准。C

6、FDP协议在长时延、高误码率、非对称信道条件下能达到相对较高的传输性能，比较适合用于深空通信[2。]。近年来国内外对CFDP协议的研究工作主要集中在协议性能分析、与其他可靠传输协议对比等方面[3’7]，而在工程背景中对CFDP如何进行应用优化以达到尽可能高的实际效率方面尚未充分开展深入的定量研究。本文将对CFDP协议根据任务环境因素进行参数优化研究，提出优化方法并进行优化效果分析。1CFDP工作过程与延时性能在CFDP协议中，发送方将要发送的文件分成若干个PDU(协议数据单元)。开始发送文件数据PDU前，先发送元数据PDU，内含文件名、大小、源ID

7、(标识符)和目的ID等信息。发送方不需要等待接收方返回确认信息，无论元数据PDU被成功接收与否，发送方都会在发出元数据PDU之后继续传输文件数据PDU，即收发双发不需要握手。接收方对接收到的PDU序列进行检查，可以得知缺失的PDU，通知发送方对这些未成功接收到的PDU进行重发以实现可靠传输。采用的是基于NAK(否定确认)的自动重传机制，即不对正确收到的PDU*收稿日期：2012—05—30；修回日期：2012一07一l6第一作者简介：顾明(1978一)，男，博士，高级工程师，主要研究方向为航天器数据管理技术、空间数据系统等E—mail：gm02nr

8、@yahoo．com．eil飞行器测控学报第31卷应答，而只对丢失的PDU和接收结束的情况进行应答。CFDP协议的基本类型