專利名稱：一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，屬于深空通信和深空網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
深空探測對(duì)于人類認(rèn)識(shí)宇宙的起源與發(fā)展、開發(fā)利用空間資源具有重要意義。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于深空探測的熱情越來越高，深空探測任務(wù)越來越復(fù)雜，隨之而來的深空通信業(yè)務(wù)也越來越來多樣化，除了傳統(tǒng)的遙控、遙測和導(dǎo)航數(shù)據(jù)外，還出現(xiàn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻等海量的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。越來越復(fù)雜的數(shù)據(jù)交互對(duì)深空通信系統(tǒng)中的文件傳輸速率、系統(tǒng)通信容量提出了更高的要求。由于深空通信具有通信距離遠(yuǎn)、傳輸時(shí)延大、誤碼率高等特點(diǎn)，同時(shí)，由于目前的深空網(wǎng)絡(luò)也存在周期中斷、節(jié) 點(diǎn)分布稀疏等問題。目前的傳輸方法無法保證文件在深空通信系統(tǒng)中高速率、高可靠性的傳輸。因此，如何提高深空通信網(wǎng)絡(luò)中的文件傳輸速率和深空通信網(wǎng)絡(luò)的通信容量成為了一個(gè)重要的技術(shù)問題?！耙环N基于星體中繼的星群協(xié)作大容量全天候通信方法”(申請(qǐng)?zhí)?01110341391.X)，公開了一種基于星體中繼的星群協(xié)作大容量全天候通信方法，提出了采用星群中任意兩顆星經(jīng)過星體中繼協(xié)同，結(jié)合滲流技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒星間、恒星與行星間及行星與衛(wèi)星間的全天候、全覆蓋大容量通信的方法，在路由方法上提出了在星群中進(jìn)行基于并行路由的滲流數(shù)據(jù)傳輸。“基于多路徑的深空文件傳輸方法”(申請(qǐng)?zhí)?01110410691. 9)公開了一種基于多路徑的深空文件傳輸方法，該方法采用多路徑傳輸，先選擇連通路徑，按連接時(shí)間先后順序，選擇每一時(shí)間段的連接鏈路，利用后一條鏈路來協(xié)助傳輸前一鏈路上需要重傳的數(shù)據(jù)分組。可以減少因空閑造成的深空通信網(wǎng)絡(luò)中連通時(shí)間段的浪費(fèi)，使得數(shù)據(jù)分組傳輸更加緊密，從而提高文件傳輸?shù)男阅?。但是，該方法在每一時(shí)間點(diǎn)只采用了單一鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)分組傳輸，浪費(fèi)了同時(shí)連通的其他鏈路，沒有充分利用鏈路通信容量。“基于可靠性保證的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由構(gòu)建方法”(申請(qǐng)?zhí)?01110410692. 3)公開了一種基于可靠性保證的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由構(gòu)建方法。該方法為主路徑節(jié)點(diǎn)構(gòu)建備用節(jié)點(diǎn)，優(yōu)先利用主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行消息傳輸，完成后，利用備用節(jié)點(diǎn)傳輸與主節(jié)點(diǎn)相同的消息，直至目的節(jié)點(diǎn)收到消息為止。該方法提高了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?。該方法的不足之處是沒有充分利用備用節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)重合的時(shí)間段；且只選擇了一個(gè)備用節(jié)點(diǎn)，丟棄了其他可用節(jié)點(diǎn)；同時(shí)對(duì)備用節(jié)點(diǎn)的連通時(shí)間有嚴(yán)格要求，必須保證備用節(jié)點(diǎn)在主節(jié)點(diǎn)消息傳輸后有足夠的時(shí)間來傳輸和主節(jié)點(diǎn)相同的內(nèi)容?！熬哂蠶oS保障的深空網(wǎng)絡(luò)路由方法”(申請(qǐng)?zhí)?01110410640. 6)公開了一種存在多路徑時(shí)選擇時(shí)延最短路徑的方法，但是在時(shí)間修正時(shí)采用傳播時(shí)延截?cái)喾?，即在每條鏈路的每段連通時(shí)間段的末尾部分截去與鏈路傳播時(shí)延相同的一段時(shí)間，形成可用連通時(shí)間段，若連通時(shí)間段小于傳播時(shí)延，則舍棄該時(shí)間段。該方法沒有對(duì)傳播時(shí)延進(jìn)行有效的補(bǔ)償，而深空通信中傳播時(shí)延特別大，因此這種方法浪費(fèi)了大量的連通時(shí)間?！盎谶B通時(shí)序的多路徑路由選擇方法”(申請(qǐng)?zhí)?01110293702. X)公開了一種基于連通時(shí)序的多路徑路由選擇方法，提出了一種在深空通信時(shí)延容忍網(wǎng)絡(luò)DTN中的多路徑路由方法，可以充分利用鏈路連通時(shí)序，利用多路徑進(jìn)行傳輸，提高鏈路利用率和網(wǎng)絡(luò)通過量。但該方法仍然從單鏈路通信出發(fā)，即每一時(shí)刻只采用單一鏈路進(jìn)行通信，沒有考慮多路徑同時(shí)并行通信，當(dāng)多鏈路同時(shí)連通時(shí)該方法會(huì)浪費(fèi)大量可用通信時(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決深空通信網(wǎng)絡(luò)中文件傳輸速率慢、通信容量利用率低、鏈路連通時(shí)間利用率低等問題，提出一種基于多路徑的深空文件滲流 傳輸方法，以充分利用多路徑的連通時(shí)間，通過多路徑滲流傳輸方法，充分利用深空通信網(wǎng)絡(luò)的通信容量，顯著提升深空文件的傳輸速率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的具體思想是首先選取所有存在的可用鏈路，對(duì)鏈路的文件傳輸時(shí)序進(jìn)行修正，減少傳播時(shí)延對(duì)鏈路連通時(shí)間的浪費(fèi)；然后計(jì)算所有可用鏈路的通信容量，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)輸入鏈路的通信容量進(jìn)行修正，防止多路滲流傳輸時(shí)產(chǎn)生擁塞；接著通過修正后通信容量再次修正傳輸時(shí)序；最后按照修正后的傳輸時(shí)序，進(jìn)行文件傳輸任務(wù)，多條鏈路同時(shí)可傳輸時(shí)，將文件分配給各條鏈路同時(shí)傳輸，直至文件傳輸完畢。一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟為步驟一、尋找所有可用路徑，獲取各條鏈路信息；將文件傳輸?shù)脑垂?jié)點(diǎn)稱為業(yè)務(wù)發(fā)起節(jié)點(diǎn)，文件接收節(jié)點(diǎn)稱為目的節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)稱為中繼節(jié)點(diǎn)。業(yè)務(wù)發(fā)起節(jié)點(diǎn)通過查閱星歷表找出源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的所有可用路徑，獲取所有可用路徑中包含各條鏈路(兩個(gè)直接相連節(jié)點(diǎn)間的路徑)的連通時(shí)序、傳播時(shí)延及傳輸速率。將各鏈路的連通時(shí)序作為其文件傳輸時(shí)序。步驟二、修正步驟一找到的各條鏈路的文件傳輸時(shí)序；所述文件傳輸時(shí)序?yàn)槟軌蜻M(jìn)行文件傳輸?shù)逆溌窌r(shí)序。對(duì)于任意一條鏈路X，其文件傳輸時(shí)序的修正方法為鏈路X的傳播時(shí)延為Tx delay，每個(gè)連通周期中包含η個(gè)連通時(shí)間段，修正前其連通時(shí)序?yàn)閇t γ — start，tx — end ]，[tj _starf，t:x end ]，· · ·，[ij _ start，t—χ _end ]，其中， γ — stm.t
表示鏈路X第i個(gè)連通時(shí)間段的開始時(shí)間，G end表示鏈路X第i個(gè)連通時(shí)間段的結(jié)束時(shí)
間。鏈路進(jìn)行文件傳輸時(shí)，當(dāng)鏈路每個(gè)連通時(shí)間段剩余的可見時(shí)間小于傳播時(shí)延時(shí)，不能再進(jìn)行文件傳輸，否則將導(dǎo)致文件丟失。為了對(duì)鏈路連通時(shí)間進(jìn)行充分利用，且不導(dǎo)致文件丟失，本發(fā)明在鏈路連通時(shí)間段開始時(shí)間的基礎(chǔ)上提前一個(gè)傳播時(shí)延進(jìn)行文件傳輸，在鏈路連通結(jié)束時(shí)間的基礎(chǔ)上提前一個(gè)傳播時(shí)延停止文件傳輸。修正后的鏈路傳輸文件時(shí)
序?yàn)?_ start r^X _ delay } _ end_ delay 5 _ start ^ \\ _ Phd_ delay^ 3 ···,
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X _ startX _ delay X —endX delay」σ米用上述對(duì)鏈路X的文件傳輸時(shí)序修正方法，對(duì)每一條鏈路進(jìn)行修正。步驟三、在步驟二的基礎(chǔ)上，計(jì)算各條鏈路在一個(gè)連通周期內(nèi)的通信容量；
對(duì)于任意一條鏈路X，其通信容量Cx為X
權(quán)利要求
1.一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，其特征在于具體實(shí)現(xiàn)步驟如下 步驟一、尋找所有可用路徑，獲取各條鏈路信息；步驟二、修正步驟一找到的各條鏈路的文件傳輸時(shí)序；修正原則為在鏈路連通時(shí)間段開始時(shí)間的基礎(chǔ)上提前一個(gè)傳播時(shí)延進(jìn)行文件傳輸，在鏈路連通結(jié)束時(shí)間的基礎(chǔ)上提前一個(gè)傳播時(shí)延停止文件傳輸；步驟三、在步驟二的基礎(chǔ)上，計(jì)算各條鏈路在一個(gè)連通周期內(nèi)的通信容量；對(duì)于任意一條鏈路X，其通信容量Cx為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，其特征在于業(yè) 務(wù)發(fā)起節(jié)點(diǎn)為文件傳輸?shù)脑垂?jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)為文件接收節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)；業(yè)務(wù)發(fā) 起節(jié)點(diǎn)通過查閱星歷表找出源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的所有可用路徑，獲取所有可用路徑中包含 各條鏈路的連通時(shí)序、傳播時(shí)延及傳輸速率；將各鏈路的連通時(shí)序作為其文件傳輸時(shí)序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，其特征在于對(duì) 于任意一條鏈路X,其文件傳輸時(shí)序的修正方法為鏈路X的傳播時(shí)延為Tx delaT,每個(gè)連通周期中包含n個(gè)連通時(shí)間段，修正前其連通時(shí)序?yàn)?br>
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，其特征 在于對(duì)于經(jīng)步驟四修正過通信容量的鏈路X，其修正后的傳輸結(jié)束時(shí)間
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于多路徑的深空文件滲流傳輸方法，屬于深空通信和深空網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。首先選取所有存在的可用鏈路，對(duì)鏈路的文件傳輸時(shí)序進(jìn)行修正，減少傳播時(shí)延對(duì)鏈路連通時(shí)間的浪費(fèi)；然后計(jì)算所有可用鏈路的通信容量，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)輸入鏈路的通信容量進(jìn)行修正，防止多路滲流傳輸時(shí)產(chǎn)生擁塞；接著通過修正后通信容量再次修正傳輸時(shí)序；最后按照修正后的傳輸時(shí)序，進(jìn)行文件傳輸任務(wù)，多條鏈路同時(shí)可傳輸時(shí)，將文件分配給各條鏈路同時(shí)傳輸，直至文件傳輸完畢。本方法提高了整個(gè)深空通信系統(tǒng)的通信容量利用率、文件傳輸實(shí)時(shí)性和傳輸速率；同時(shí)對(duì)各級(jí)輸入鏈路的通信容量進(jìn)行修正，防止了鏈路阻塞，提高了文件傳輸可靠性。
文檔編號(hào)H04L1/00GK103001741SQ20131000705
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者安建平, 楊雷, 謝振勇, 王愛華, 黃承飛 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)