[發明專利]一種面向時敏業務的空間信息網數據傳輸方法

有效

• 申請號: 202110436192.0
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113141207B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 牟瀚波;董曉;付生源;劉軍;孫政國
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L1/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種面向時敏業務的空間信息網數據傳輸方法，其特征在于，包括：

步驟1：發送數據包時，源節點首先將時敏業務所需要發送的數據分為消息向量，然后將每個消息向量分為線性無關的數據包；

步驟2：根據不同時敏業務對時延的要求計算出在節點的可容忍時延T′_wait；

式中，T為時敏業務可容忍的時延，T_link為鏈路時延，d為兩通信節點之間的距離，signal_speed為信號的傳播速率；

步驟3：根據編碼緩存隊列中的數據分組的長度計算出每個數據分組在節點的等待時延T_wait；

步驟4：判斷時敏業務在源節點的可容忍時延T′_wait是否大于在源節點的等待時延T_wait，如果T′_waitT_wait，則源節點利用流內網絡編碼策略將數據包進行網絡編碼，否則直接轉發數據包到下一跳節點，直到收到下一跳節點收到這些數據包的確認信息后繼續發送下一段數據；所述流內網絡編碼策略利用中間節點將所有數據包進行隨機線性組合，組合時所使用的編碼系數隨機選取；

步驟5：當中間節點收到來自上一跳節點的數據包后，如果緩存隊列數據包來源于不同用戶則該節點為流間編碼節點，否則不是流間編碼節點，如果該節點是流間編碼節點，則利用流間網絡編碼策略進行編碼轉發，如果該節點不是流間編碼節點，則利用流內網絡編碼策略進行數據傳輸；

步驟6：對于所有的中間節點，重復執行步驟5直到轉發到目的節點，當目的節點收到所有線性無關的數據包后向上一跳節點發送ACK確認信息，然后對數據包進行解碼，解碼時通過高斯消元求解線性方程組即可解碼出原始數據包，并準備接收下一段編碼包，直到接收完并解碼出所有的數據段。

2.根據權利要求1所述的一種面向時敏業務的空間信息網數據傳輸方法，其特征在于，所述步驟3具體表述為：

步驟3.1：根據每個編碼節點的鏈路條數h將所述編碼節點等價為h個獨立緩存隊列，根據馬爾科夫過程，計算所有獨立緩存隊列中的數據分組數H(L)；

式中，π_i,j表示第i個獨立緩存隊列中第j個數據包的穩態概率，L表示每個獨立緩存隊列的長度；

步驟3.2：利用公式(3)計算出所有數據分組在節點的等待時延T_wait：

T_wait＝H(L)t (3)

式中，t表示每個編碼節點中所有數據包從進入緩存隊列到成功發送出去所用時間。

3.根據權利要求1所述的一種面向時敏業務的空間信息網數據傳輸方法，其特征在于，所述步驟5中的流間網絡編碼策略，具體表述為：

步驟5.1：接收到數據包后，中間節點根據數據包屬不屬于同個用戶來判斷是否為流間編碼包，如果屬于不同用戶，則是流間編碼包，進入步驟5.2；否則，進入步驟5.3；

步驟5.2：判斷該數據包是否是已經編碼的數據包，如果能進行解碼則解碼出需要的原始流內編碼包，進入步驟5.3，若不能解碼直接丟棄該數據包；

步驟5.3：判斷該節點緩存隊列的數據包是否來源于不同用戶，如果是則該節點是流間編碼節點，進入步驟5.4，如果不是，則進行流內編碼，進入步驟5.6；

步驟5.4：判斷該節點緩存隊列中是否有其他數據流的數據包到達，如果有則進行編碼后進入步驟5.6，如果沒有則進入步驟5.5；

步驟5.5：將數據包放入緩存隊列中，并根據不同時敏業務對時延的要求計算出中間節點的可容忍時延T′_wait，然后根據編碼緩存隊列中的數據分組的長度計算出每個數據分組在中間節點的時機等待時延T_wait，如果T′_waitT_wait，則在緩存隊列中等待其他數據流的到來進行網絡編碼；如果T′_wait小于或等于T_wait，進入步驟5.6；

步驟5.6：直接將數據包轉發到下一跳節點。