21世纪初提出的星际互联网这一伟大构想,将为未来的深空探测和空间科学数据考察提供重要支撑。目前,包括美国、中国、俄罗斯、欧洲在内的航天强国和组织都在对星际互联网的架构进行着探索和构建。在所有深空探测活动中,“地球-火星”的星际互联网备受瞩目。2016年4月,我国火星探测任务已正式立项,其目标是在2020年左右一次性实现“环绕、着陆、巡视”的任务,目前相关工程规划正在制订,拟在2020年发射第一个火星探测器。目前地-火通信的主要业务包括下行的大量科研数据、高清图像等,而由于传输距离长、时延大、信道质量差等特点,传统的点对点传输已经无法满足大规模数据的可靠性传输,轨道中继卫星的出现为数据传输提供了极大的方便。一方面,中继卫星为数据传输提供能量增益,以弥补长距离传输导致的路径损耗;另一方面,在行星公转导致点对点的直连链路不可用时,中继卫星可以提供可用链路,增长有效数据传输时间。本课题以地-火通信为背景,建立由多个火星着陆探测器、周期性移动的中继卫星和地面站组成的动态拓扑网络,充分利用喷泉码的无固定速率和前向纠删特性,设计了异步协作的分布式网络喷泉码,并进一步研究该模型下的不等保护传输机制,以保证重要数据的高可靠性,提高动态拓扑网络下深空通信传输的灵活性。论文的主要研究工作包括:首先,通过分析火星-地球探测任务的通信可行网络架构,建立了基于多址接入中继网络的动态拓扑网络模型,并对模型中各节点的功能进行了说明。通过对LT码的理论分析,论证了LT码对深空通信的重要意义,将其确定为该模型源节点的主要编码方式;通过对网络编码的分析,论证了网络编码对于中继卫星的重要意义,将其确定为中继卫星的操作方式,确定本文主题思想是使用分布式喷泉码。然后,对于动态网络模型提出了一种分布式喷泉码的协作方案,并针对其主副链路的不同特点进行了优化,通过“与-或树”(And-Or Tree)分析法推导出其渐近译码性能公式并进行仿真,相比现有的“转发”操作、“异或”操作和类孤波喷泉码协作等方案,能够在相同冗余度下获得更高的译码成功概率和系统吞吐量,提高了系统利用率,进一步节约了资源。最后,针对这种分布式喷泉码的协作方案,设计了基于多媒体业务数据重要程度的不等保护方案,并通过“与-或树”分析法推导出不同重要等级信息的渐近译码性能公式并进行仿真,方案提高了重要数据的传输可靠性,完成了对于动态拓扑下不等保护分布式网络喷泉码的初步探索。