[發明專利]一種無線自組網的數據包頭壓縮及數據傳輸方法及系統

在審

• 申請號: 202210582899.7
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN115022924A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 彭偉;李浩杰;韓彪;酈蘇丹;唐竹;荀鵬;賈旭東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W28/06
• 分類號: H04W28/06;H04L69/04;H04L45/745;H04L45/748
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種無線自組網的數據包頭壓縮及數據傳輸方法及系統，本發明包括源端為新的會話生成上下文標識，將IP數據包采用ROHC協議壓縮為壓縮數據包，具體為IR數據包、FO數據包或SO數據包，添加源端和目的端的主機標識，查找路由表發送給下一跳節點；若下一跳節點為目的端則將壓縮數據包解壓縮為IP數據包后發送給IP協議模塊處理，否則，更新控制域字段TTL后若等于設定值則丟棄壓縮數據包，否則繼續查找路由表發送給下一跳節點。本發明能夠在無線自組網絡中，在中間節點不進行壓縮和解壓縮的前提下實現源端和目的端之間壓縮數據包的傳輸，能夠適應節點移動帶來的鏈路中斷和拓撲變化，實現源端和目的端之間高效的通信。

技術領域

本發明涉及無線自組網的數據通信技術，具體涉及一種無線自組網的數據包頭壓縮及數據傳輸方法及系統。

背景技術

無線自組網是一種不依賴于固定基礎設施的網絡，包括節點可隨機移動的移動自組網、節點固定的無線網狀網、無人機等構成的飛行自組網等，在應急救援、野外通信等方面具有重要的應用價值。這類網絡由于節點可能頻繁移動、無線鏈路帶寬低、無線通信容易受環境影響，因而在實現高效的網絡通信方面存在較大挑戰。

為了充分利用有限的無線通信資源，過去針對無線鏈路上的數據包頭壓縮已經有了一些研究成果，主要是對TCP/IP協議數據包頭進行壓縮。例如，互聯網協議標準化組織相繼制定了一系列TCP/IP數據包頭壓縮的協議標準，包括編號分別為1144、2507、3095、4995、4996、5225、5795、6846的RFC標準，其中3095之后的標準稱為ROHC標準。ROHC協議標準很好地解決了單條無線鏈路上的IP數據包頭壓縮問題，例如40字節的IP/UDP/RTP數據包頭能被壓縮成1-3個字節來傳輸。盡管ROHC標準能取得很好的數據包頭壓縮性能，但它們只適用于單條無線鏈路。如果在無線自組網絡中應用ROHC標準，需要網絡傳輸路徑上的每一跳路由節點進行數據包頭的壓縮和解壓縮，將會大大增加路由節點的處理開銷和數據包的傳輸延遲，因此有必要設計一種無須路由節點進行壓縮和解壓縮的數據包頭壓縮傳輸方法。

針對無線自組網絡的數據包頭壓縮傳輸方法的研究不多。何曉霜等在2008年提出一個基于AODV的移動自組網報頭壓縮方法(簡稱HC-AODV方法)，通過擴展AODV路由協議，在路由發現的同時完成ROHC報頭壓縮參數的配置，能夠在中間節點不進行壓縮和解壓縮的條件下，實現壓縮數據包在移動自組網通信源端和目的端之間的傳輸，達到提高信道帶寬利用率的目標。但是，HC-AODV方法存在下述問題：(1)由于HC-AODV方法跟AODV路由協議綁定，因而不適應于使用其他路由協議的移動自組網絡。(2)HC-AODV方法中的中間節點在轉發壓縮數據包時，缺少對數據包生存時間域(Time-to-live，TTL)的操作，因而一旦網絡中存在路由環，數據包就可能在網絡中不斷“轉圈”，增加網絡擁堵并浪費網絡帶寬資源。(3)即使在源端已經有到目的端的路由情況下，HC-AODV方法依然需要源端和目的端之間協商報頭壓縮參數，而不能立即發送數據包，因而增加了會話第一個數據包的傳輸延遲。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種無線自組網的數據包頭壓縮及數據傳輸方法及系統。本發明能夠在無線自組網絡中，在中間節點不進行壓縮和解壓縮的前提下實現源端和目的端之間壓縮數據包的傳輸，能夠適應節點移動帶來的鏈路中斷和拓撲變化，實現源端和目的端之間高效的通信。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種無線自組網的數據包頭壓縮及數據傳輸方法，包括：

1)源端為新的會話生成對應的上下文標識CID；

2)源端將新的會話的IP數據包采用ROHC協議壓縮為壓縮數據包，并針對每一個壓縮數據包，添加源端和目的端的主機標識以及控制域字段TTL，查找路由表確定壓縮數據包所需發送的下一跳節點以及出接口，然后將壓縮數據包通過出接口發送給下一跳節點；