[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動續(xù)傳的通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011591713.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112738229B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宏波;梁爍;薛寧;郭萌;孟振華;楊誠;敖晨歌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天自動控制研究所
• 主分類號: H04L49/9057
• 分類號: H04L49/9057
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動續(xù)傳的通信方法，屬于計算機通信技術(shù)領(lǐng)域。所述的數(shù)據(jù)自動續(xù)傳的通信方法能實現(xiàn)設(shè)備之間可靠的數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端之間采用雙冗余傳輸通道，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)重傳時，將待重傳數(shù)據(jù)與待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接續(xù)傳，傳輸成功的數(shù)據(jù)不重復(fù)輸出，待發(fā)送數(shù)據(jù)不因重傳停止傳輸，數(shù)據(jù)接收端實現(xiàn)雙通道數(shù)據(jù)去冗余，數(shù)據(jù)傳輸效率高，可靠性高，實時性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動續(xù)傳的通信方法，屬于計算機通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航天系統(tǒng)的應(yīng)用場合通常條件非常惡劣，電磁干擾較強，常年暴露在宇宙射線輻射干擾下，因此對通信系統(tǒng)的可靠性要求更高，數(shù)據(jù)的實時性更強，通信信道的抗干擾性要求也更高，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑪?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般采用雙通道進(jìn)行冗余。目前命令/響應(yīng)式通信總線的協(xié)議中，某個數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤時只能在應(yīng)用層中進(jìn)行處理，所以只能重傳當(dāng)前數(shù)據(jù)交換序列中的所有數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)絡(luò)的實時性得不到保障，對于航天環(huán)境的應(yīng)用是個巨大的挑戰(zhàn)。

數(shù)字通信領(lǐng)域中一種基本的差錯控制方案就是自動請求重傳ARQ，多用于像計算機通信領(lǐng)域等對數(shù)據(jù)可靠性要求非常高的文件傳輸之中。自動請求重傳是一種雙向通信方式，需要在發(fā)送端與接收端之間引入一條反向鏈路，將數(shù)據(jù)幀是否已被接收端正確接收的反饋信息發(fā)送回發(fā)送端，而發(fā)送端可以依據(jù)反饋來的信息來判斷噪聲的強弱和鏈路是否擁塞等信道情況，然后選擇最優(yōu)的重傳策略來傳輸下一幀數(shù)據(jù)。命令/響應(yīng)式的雙冗余高速串行總線中，總線控制器發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸命令，遠(yuǎn)程終端對命令做出響應(yīng)，包括命令中要求的數(shù)據(jù)傳輸和自身狀態(tài)，所有命令和數(shù)據(jù)在冗余雙通道上傳輸，非常適合應(yīng)用自動請求重傳技術(shù)。

現(xiàn)有的自動請求重傳技術(shù)中，當(dāng)接收端接收不到數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)譯碼失敗后，必會向發(fā)送端反饋NACK，隨后發(fā)送端停止新數(shù)據(jù)的發(fā)送轉(zhuǎn)而發(fā)送接收端要求重傳的數(shù)據(jù)，這勢必會造成傳輸延時的增大，相應(yīng)的降低了系統(tǒng)的吞吐量。尤其是停止等待式ARQ和退回N步ARQ，信道利用率低，一些傳輸正確的數(shù)據(jù)也會被再次傳輸，選擇重傳ARQ為每一幀數(shù)據(jù)添加了序列號，只重傳超時和報錯的數(shù)據(jù)幀，較前兩種方法有所改進(jìn)，但是在數(shù)據(jù)重傳過程中會打亂原本的數(shù)據(jù)傳輸順序，實現(xiàn)難度也有所增加。尋找更為高效的重傳控制方案，仍是ARQ技術(shù)的主要研究方向。

綜合以上背景情況可以看出，航天領(lǐng)域?qū)νㄐ畔到y(tǒng)實時性、可靠性要求高，且應(yīng)用條件惡劣，在高帶寬、大數(shù)據(jù)量交換的需求下，現(xiàn)有技術(shù)存在著以下幾個問題：

(1)命令/響應(yīng)式通信總線的協(xié)議中沒有引入有效的差錯控制技術(shù)，僅能在應(yīng)用層對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，每次數(shù)據(jù)重傳的內(nèi)容為本次數(shù)據(jù)交換中的所有數(shù)據(jù)，包含大量已正確傳輸過的數(shù)據(jù)，浪費信道資源；

(2)現(xiàn)有的自動請求重傳技術(shù)在數(shù)據(jù)重傳過程中，發(fā)送端停止新數(shù)據(jù)的發(fā)送轉(zhuǎn)而發(fā)送接收端要求重傳的數(shù)據(jù)，造成傳輸延時的增大，降低了系統(tǒng)的吞吐量；

(3)傳輸通道采用雙通道傳輸，接收方需要存儲的數(shù)據(jù)為單通道傳輸時的兩倍，浪費了數(shù)據(jù)接收方的存儲資源，冗余通道僅在數(shù)據(jù)傳輸錯誤時使用，沒有考慮在兩個通道中進(jìn)行選擇，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率；

(4)數(shù)據(jù)接收方將所有數(shù)據(jù)存儲完畢后再進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，屬于串行處理方式，拉長了數(shù)據(jù)交換的周期，降低了整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題為：克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動續(xù)傳的通信方法，完成命令/響應(yīng)式雙冗余通信總線中，設(shè)備之間可靠的大數(shù)據(jù)量交換，解決數(shù)據(jù)傳輸出錯的情況下低延時、高效率的自動續(xù)傳的問題，方法簡單可靠，容易工程實現(xiàn)。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：

一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動續(xù)傳的通信方法，該方法的步驟包括：