[發明專利]基于多路徑的深空文件傳輸方法

有效

• 申請號: 201110410691.9
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102497315A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李紅艷;于薇;李建東;馬英紅;趙林靖;楊春剛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L1/18
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及一種基于多路徑的深空文件傳輸方法。本發明可以實現減少因空閑造成的對深空通信網絡中鏈路的連通時間段的浪費，使得數據分組傳輸更加緊密，從而提高文件傳輸的性能。

背景技術

隨著各國對太空探索的不斷深入，人們對衛星與地面、衛星與衛星之間的文件傳輸的需求也越來越大。由于在深空通信網絡中不存在持續連通的鏈路，使得無法得到端到端連通的傳輸路徑，因此傳統的Internet中的文件傳輸方式不再適用。

為了解決這一問題，深空數據傳輸委員會(The?Consultative?Committee?for?Space?Data?Systems?CCSDS)提出了適用于深空通信的文件傳輸協議(CCSDS?File?Delivery?Protocol?CFDP)。在文件傳輸協議CFDP中，發送方將需要發送的文件分割成大小相同的數據分組進行傳輸。文件傳輸協議CFDP采用否定應答機制，當接收方檢測到有數據分組丟失時，會發送否定應答(Non-Acknowledgement?NAK)請求重傳。對于發送方，每次收到NAK后，會優先發送NAK所請求重傳的數據分組，然后繼續發送其余數據分組。如果接收方沒有檢測到數據分組丟失，則不返回NAK。

文件傳輸協議CFDP提供兩種基本傳輸模式：可靠傳輸模式以及不可靠傳輸模式。在可靠傳輸模式下，為使傳輸的數據分組能夠以大于傳輸過程中規定數值的概率正確到達接收方，因此在有限的鏈路連通時間段內，節點要保證能夠對數據分組進行一定次數的重傳。這種方式會導致在連通時間段的末尾部分，由于沒有足夠的時間保證數據分組的重傳，導致無法發送部分數據分組，鏈路連通時間段內出現時間空閑，造成對鏈路資源的浪費。尤其是在每段連通時間段較短的鏈路上，深空通信網絡中較大的鏈路時延使得數據分組重傳占據很長時間，導致文件傳輸的性能下降。

西安電子科技大學的專利申請文件“基于否定應答的深空文件傳輸方法”(公開號CN?101577613A，申請號200910022871.2)公開了一種基于否定應答的深空文件傳輸方法。該方法在文件傳輸協議CFDP的基礎上，采用聯合發送的方法，將需要重傳的文件單元與待傳輸的新文件單元組合在一起，向接收方連續發送文件單元，從而縮短傳輸時間。該方法存在的不足是，由于傳輸過程中只有一條路徑，傳輸質量受該路徑上鏈路質量影響較大，當鏈路的連通時序中具有較多的連通時間段，但平均每段連通時間段較短時，為保證傳輸質量，仍然會造成因空閑導致的對連通時間段的浪費。

發明內容

本發明的目的在于解決鏈路的部分連通時間段因為空閑而被浪費，導致文件傳輸協議性能下降的問題，提出一種基于多路徑的深空文件傳輸方法，以盡量減少對連通時間段的浪費，實現對深空鏈路資源的有效利用，提高協議性能。

本發明實現上述目的的具體思想是：采用多路徑傳輸的方法，利用相同源節點和目的節點之間多條路徑的互相協助，通過在一條路徑上協助傳輸另一條路徑上需要重傳的數據分組來減少對連通時間段的浪費。

本發明實現上述目的的具體步驟如下：

(1)選取當前路徑：將深空通信網絡中，源節點到目的節點的所有可通信路徑作為當前路徑；

(2)修正連通時序

2a)選取當前路徑上的任意節點，比較所有從該節點出發歸屬于當前路徑的鏈路的連通時序，若有重疊時間段，繼續執行下一步驟，否則，執行步驟(3)；

2b)比較重疊時間段所歸屬的連通時間段的起始時刻，剔除所有起始時刻較大的連通時間段中的重疊時間段；

(3)在無重疊時間段的連通時間段內，判斷該連通時間段歸屬鏈路的發送節點的待發送緩存中是否有數據分組需要發送，若有，則繼續執行下一步驟，否則，轉向步驟(5)；

(4)處理分組

4a)比較鏈路剩余可傳輸時間與成功傳輸數據分組所需時間的大小，若鏈路剩余可傳輸時間小于成功傳輸數據分組所需時間，轉向步驟(5)，否則，發送節點發送數據分組至鏈路上的下一跳節點；

4b)比較數據分組的已傳次數與最大重傳次數的大小，若數據分組的已傳次數小于最大重傳次數，則將數據分組移至已發送緩存中，否則，將數據分組從待發送緩存中刪除；

(5)更新緩存

5a)判斷是否有數據分組成功傳輸，若有，則將數據分組從已發送緩存中刪除，轉向步驟(3)，否則，繼續執行下一步驟；