[發明專利]用于通過傳輸協議在測井數據鏈路上傳輸數據的方法

有效

• 申請號: 201410708183.2
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104378444B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 伍瑞卿;陳偉;顧慶水;丁囡;揭鴻
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L1/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 林輝輪,王蕓

技術領域

本發明涉及測井數據傳輸領域，特別涉及一種用于通過傳輸協議在測井數據鏈路上傳輸數據的方法。

背景技術

測井網絡主要由井下儀器總線鏈路，遙傳鏈路、地面鏈路網絡三部分組成，完成地面采集控制命令下傳給井下儀器，并將井下儀器采集的數據上傳至地面控制中心。傳輸的數據主要包括下行的數據命令和井下傳感器采集的數據。通常下行命令的數據量較低，更多的是上行傳感器數據。地面鏈路網絡通常采用高速以太網，井下儀器總線通常采用現場控制總線。遙傳鏈路由長距離測井電纜和兩端的終端設備構。受電纜長度、材質結構、工作環境等因素限制，電纜上的通信信號的有效頻帶通常在200KHz以內，遠比常見的電話線、雙絞線、同軸電纜的傳輸帶寬還要窄。為了提高頻譜利用率，目前一種有效的方法是采用COFDM方法對通帶內的信號進行調制解調，并采用FEC糾錯編碼的技術。但是，遙傳鏈路的上下行速率仍然較低，而且非對稱比較大。遙傳電纜受干擾影響大，鏈路存在隨機丟包和突發丟包，鏈路的往返時延長。

為了使地面網絡設備和各個測井儀器之間容易互聯互通，現有的測井網絡的遙傳鏈路層協議有采用CAN、PPP或者定制的私有協議。CAN協議封裝效率非常低。PPP協議不支持可靠傳輸，其可靠性只能由上層協議完成。傳統的停止等待協議、回退N步協議、普通ARQ協議的傳輸效率低，不適用于遙傳鏈路。鏈路層之上采用TCP/IP的網絡協議或者私有協議。TCP協議的端到端重傳整個報文段將浪費網絡帶寬資源，同時ACK會造成窄帶鏈路的擠壓，增大數據傳輸延遲。因此，這些方法的不足是之處是協議層次多、各個協議功能單一，總的協議棧較復雜，額外占用的帶寬資源和存儲資源開銷較大。總體效率和吞吐量較低，不適合多樣化測井儀器的集成。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種數據傳輸效率和吞吐量較高的用于通過傳輸協議在測井數據鏈路上傳輸數據的方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種用于通過傳輸協議在測井數據鏈路上傳輸數據的方法，所述傳輸協議包括應用層、位于所述應用層之下的鏈路層以及位于所述鏈路層之下的物理層；該方法包括如下步驟：

所述鏈路層接收應用層轉發來的應用層報文段，將所述應用層報文段分成若干小段，再將所述若干小段分別封裝到至少一個鏈路層數據幀的有效載荷內,之后將所述鏈路層數據幀轉發到所述物理層由其完成數據傳輸。

優選的，所述應用層將接收的數據加上首部封裝成所述應用層報文段，所述應用層報文段包括首部HeaderS和裝載所述數據的有效載荷PayloadS，其中所述首部HeaderS包括如下字段：

Flag：標識字段，用于標示一個報文段起始同步開始；

Lens：長度字段，用于指示應用層報文段中報文載荷的長度；

Tools ID：測井儀器編號字段，用于標識儀器的編號指明數據來源于該編號的儀器；

Seq：報文段序號，用于表示數據幀所在的報文段序號；

Checksum：校驗和，用于計算報文段的校驗和。

優選的，所述鏈路層數據幀包括如下字段：

HeaderF：鏈路層數據幀首部；

PayloadF：有效載荷，鏈路層數據幀的有效載荷幀最大長度記為MTU;

FCS：幀校驗和，采用物理層FEC碼對幀數據進行校驗。

優選的，所述鏈路層數據幀首部HeaderF包括如下字段：

Type:幀類型字段，占用2個比特，用于標識幀的類型，分為數據幀、單一確認幀、捎帶確認幀、信令幀四種類型；

Seq，報文段序號， 用于表示數據幀所在的報文段序號；

Lenf，載荷長度，表示當前幀內有效載荷的長度；

Id，幀號，表示當前幀在報文段中的分組序號；

Frag 尾幀標記，當取0時表示不是當前報文段的最后一幀；當取1時，當前幀是尾幀，即當前報文段的最后一幀；

AckBitArray，負確認NACK的各個確認比特位，共占用N個比特，順次對應幀號，當其中一比特為0，表示對應數據幀沒有被接收端收到，當該比特為1，表示接收端已經收到對應的數據幀。

優選的，所述鏈路層直接獲取所述應用層和/或所述物理層的參數數據。

進一步的，所述參數數據至少包括應用層報文段的序號、物理層的上行速率、下行速率、上行丟包率、下行丟包率、信噪比其中之一。