[發明專利]一種基于噴泉碼的深空多文件傳輸方法

有效

• 申請號: 201410467925.7
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104243096B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 趙輝;方高峰;李杰;王汝言;王琴;張鴻;梁花
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16;H04L1/18
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種基于噴泉碼的深空多文件傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

101、在發送端，發送方將待發送的文件進行分割，分割形成k個原始數據包，每個數據包大小為L字節；

102、發送方實時接收信道狀態信息，并根據接收到的最新信道狀態信息和數據包個數，確定編碼包個數K，確定編碼包個數K的具體步驟如下：

步驟2.1)，根據公式P＝(1-λ)P₁+λP₂確定鏈路此時的丟包率，其中，P₁為最近一次的丟包率，P₂為上次反饋的丟包率,λ為可調節參數，取值范圍是[0，1]；

步驟2.2)，根據公式計算出需要的編碼冗余，其中ε′為在系統允許的噴泉碼譯碼失敗概率下，接收端譯碼所需要達到的編碼冗余度值；

步驟2.3)，根據公式K＝k*(1+ε)計算出所需要的編碼包數量；

當收到接收方反饋的信道丟包率后，在接下來的文件發送或重傳過程中可以直接使用最新的丟包率，不必經過步驟2.1)的計算過程；

對數據包進行噴泉編碼，然后加上幀頭信息，形成噴泉編碼數據包，跳轉至步驟103；如果收到反饋信息，則更新當前的信道丟包率；如果需要重傳丟失的數據，則根據需要重傳的數據包個數確定重傳策略；

103、發送方形成噴泉編碼數據包后通過深空信道發送至接收方，每個文件發送結束后發送文件結束標志EOF，跳轉至步驟104，如果發送方還有文件需要傳輸，則轉到步驟101；

104、接收方接收到文件結束標志EOF后，反饋確認信息ACK EOF給發送方，然后接收方對收到的噴泉編碼數據包進行統計，計算丟包率，之后使用聯合譯碼算法對收到的噴泉編碼數據包進行譯碼，統計丟失的數據包；

105、如果步驟104中對收到的噴泉編碼數據包譯碼成功，則反饋成功接收確認信息以及信道丟包率給發送方；如果譯碼失敗，則反饋丟失的數據包信息以及信道丟包率給發送方并開啟定時器，當定時器到時后，再次對文件進行譯碼并統計，如果還有丟包，則重復步驟105，直至文件成功接收；

106、如果所有文件均成功發送，則傳輸過程結束。

2.根據權利要求1所述的基于噴泉碼的深空多文件傳輸方法，其特征在于：步驟101中對待發送的文件進行文件分割主要包括以下步驟：

步驟1.1)，首先確定待發送的文件數據分組中的最大長度L_max和最小長度L_min；

步驟1.2)，根據公式求得數據包個數的取值范圍，S_file表示待傳輸文件的字節數；

步驟1.3)，選擇滿足步驟1.2)中取值范圍的最大整數并賦值給k，則數據包的長度當S_file<k*L時，在最后一個數據分組中添加冗余數據，使S_file＝k*L；

步驟1.4)，從第一個數據包起將k個數據包編號為1,2,3…k，完成文件分割。

3.根據權利要求1所述的基于噴泉碼的深空多文件傳輸方法，其特征在于：步驟102中，當有重傳數據時，采用如下方法確定重傳策略：

步驟2.1)，當重傳數據包的個數N小于200時，將每個數據包傳輸M次，同時確保每個數據包丟失的概率小于10^-3，利用公式求得每個數據包需要重傳的次數；

步驟2.1)，當重傳數據包的個數N大于2000時，采用噴泉碼編碼保護，設置噴泉碼譯碼失敗概率為10^-5，并依此算出所需重傳的編碼包數；

步驟2.3)，其余情況，按照如下方法編碼發送需要重發的數據包：

步驟2.3.1)，首先發送需要重傳的數據包；

步驟2.3.2)，采用噴泉碼編碼，根據度分布函數選擇度數，并按順序依次循環選擇數據包，當每個數據包均被選擇3次后，停止編碼并發送至接收方。

4.根據權利要求1所述的基于噴泉碼的深空多文件傳輸方法，其特征在于：步驟102中的噴泉數據包包括源ID、目的ID、d個原始數據包序號、度數、文件序號及編碼包。