【摘 要】
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Reliable and efficient image transmission is crucial for deep-space exploration.However,the extremely long distance and complex deep-space environment introduce severe design and implementation challenges.In this work,we propose a novel high-efficiency sy
【机 构】
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School of Electronics and Information Engineering,Harbin Institute of Technology (Shenzhen),Shenzhen
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Reliable and efficient image transmission is crucial for deep-space exploration.However,the extremely long distance and complex deep-space environment introduce severe design and implementation challenges.In this work,we propose a novel high-efficiency system,CS-LTP-Spinal,to address the chal-lenges encountered in deep-space image transmission.CS-LTP-Spinal is designed to work over the Licklider transmission protocol (LTP) of the delay-tolerant network (DTN).By incorporating compressed sensing (CS)and the Spinal codes as the application and physical layer techniques,CS-LTP-Spinal can satisfy the con-straints originating from resource asymmetry between the space vehicles and the ground station.To match the time-varying deep-space channels,two coarse-grained rate-adaptive transmission strategies are designed that employ different CS decompression mechanisms based on erasure-tolerant and error-tolerant decompres-sion,respectively,to exploit the robustness of CS reconstruction to erasures and errors.Then,the rates of CS compression and Spinal coding are optimized over the application,transport,and physical layers.A semi-physical deep-space communication platform is built,and extensive simulations on the Mars-to-Earth scenario are conducted.The results demonstrate that the designed CS-LTP-Spinal system with cross-layer optimized rate-adaptive transmission strategies has significant performance advantages over its counterparts by achieving near-ideal image transmission efficiency.
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