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)：
深空探測對于人類認識宇宙的起源與發(fā)展、開發(fā)利用空間資源具有重要意義。隨著經(jīng)濟和科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對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)了科學實驗數(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、傳輸時延大、誤碼率高等特點，同時，由于目前的深空網(wǎng)絡(luò)也存在周期中斷、節(jié) 點分布稀疏等問題。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?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行基于并行路由的滲流數(shù)據(jù)傳輸?！盎诙嗦窂降纳羁瘴募鬏敺椒ā?申請?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，按連接時間先后順序，選擇每一時間段的連接鏈路，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?？梢詼p少因空閑造成的深空通信網(wǎng)絡(luò)中連通時間段的浪費，使得數(shù)據(jù)分組傳輸更加緊密，從而提高文件傳輸?shù)男阅堋５?，該方法在每一時間點只采用了單一鏈路進行數(shù)據(jù)分組傳輸，浪費了同時連通的其他鏈路，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?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)點構(gòu)建備用節(jié)點，優(yōu)先利用主節(jié)點進行消息傳輸，完成后，利用備用節(jié)點傳輸與主節(jié)點相同的消息，直至目的節(jié)點收到消息為止。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)點與主節(jié)點重合的時間段；且只選擇了一個備用節(jié)點，丟棄了其他可用節(jié)點；同時對備用節(jié)點的連通時間有嚴格要求，必須保證備用節(jié)點在主節(jié)點消息傳輸后有足夠的時間來傳輸和主節(jié)點相同的內(nèi)容?！熬哂蠶oS保障的深空網(wǎng)絡(luò)路由方法”(申請?zhí)?01110410640. 6)公開了一種存在多路徑時選擇時延最短路徑的方法，但是在時間修正時采用傳播時延截斷法，即在每條鏈路的每段連通時間段的末尾部分截去與鏈路傳播時延相同的一段時間，形成可用連通時間段，若連通時間段小于傳播時延，則舍棄該時間段。該方法沒有對傳播時延進行有效的補償，而深空通信中傳播時延特別大，因此這種方法浪費了大量的連通時間。“基于連通時序的多路徑路由選擇方法”(申請?zhí)?01110293702. X)公開了一種基于連通時序的多路徑路由選擇方法，提出了一種在深空通信時延容忍網(wǎng)絡(luò)DTN中的多路徑路由方法，可以充分利用鏈路連通時序，利用多路徑進行傳輸，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)，即每一時刻只采用單一鏈路進行通信，沒有考慮多路徑同時并行通信，當多鏈路同時連通時該方法會浪費大量可用通信時間。

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，對鏈路的文件傳輸時序進行修正，減少傳播時延對鏈路連通時間的浪費；然后計算所有可用鏈路的通信容量，并對各節(jié)點輸入鏈路的通信容量進行修正，防止多路滲流傳輸時產(chǎn)生擁塞；接著通過修正后通信容量再次修正傳輸時序；最后按照修正后的傳輸時序，進行文件傳輸任務(wù)，多條鏈路同時可傳輸時，將文件分配給各條鏈路同時傳輸，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)點稱為業(yè)務(wù)發(fā)起節(jié)點，文件接收節(jié)點稱為目的節(jié)點，其他節(jié)點稱為中繼節(jié)點。業(yè)務(wù)發(fā)起節(jié)點通過查閱星歷表找出源節(jié)點到目的節(jié)點的所有可用路徑，獲取所有可用路徑中包含各條鏈路(兩個直接相連節(jié)點間的路徑)的連通時序、傳播時延及傳輸速率。將各鏈路的連通時序作為其文件傳輸時序。步驟二、修正步驟一找到的各條鏈路的文件傳輸時序；所述文件傳輸時序為能夠進行文件傳輸?shù)逆溌窌r序。對于任意一條鏈路X，其文件傳輸時序的修正方法為鏈路X的傳播時延為Tx delay，每個連通周期中包含η個連通時間段，修正前其連通時序為[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個連通時間段的開始時間，G end表示鏈路X第i個連通時間段的結(jié)束時
間。鏈路進行文件傳輸時，當鏈路每個連通時間段剩余的可見時間小于傳播時延時，不能再進行文件傳輸，否則將導(dǎo)致文件丟失。為了對鏈路連通時間進行充分利用，且不導(dǎo)致文件丟失，本發(fā)明在鏈路連通時間段開始時間的基礎(chǔ)上提前一個傳播時延進行文件傳輸，在鏈路連通結(jié)束時間的基礎(chǔ)上提前一個傳播時延停止文件傳輸。修正后的鏈路傳輸文件時
序為 _ start r^X _ delay } _ end_ delay 5 _ start ^ \\ _ Phd_ delay^ 3 ···,
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X _ startX _ delay X —endX delay」σ米用上述對鏈路X的文件傳輸時序修正方法，對每一條鏈路進行修正。步驟三、在步驟二的基礎(chǔ)上，計算各條鏈路在一個連通周期內(nèi)的通信容量；
對于任意一條鏈路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序；修正原則為在鏈路連通時間段開始時間的基礎(chǔ)上提前一個傳播時延進行文件傳輸，在鏈路連通結(jié)束時間的基礎(chǔ)上提前一個傳播時延停止文件傳輸；步驟三、在步驟二的基礎(chǔ)上，計算各條鏈路在一個連通周期內(nèi)的通信容量；對于任意一條鏈路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)點為文件傳輸?shù)脑垂?jié)點，目的節(jié)點為文件接收節(jié)點，其他節(jié)點為中繼節(jié)點；業(yè)務(wù)發(fā) 起節(jié)點通過查閱星歷表找出源節(jié)點到目的節(jié)點的所有可用路徑，獲取所有可用路徑中包含 各條鏈路的連通時序、傳播時延及傳輸速率；將各鏈路的連通時序作為其文件傳輸時序。
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 于任意一條鏈路X,其文件傳輸時序的修正方法為鏈路X的傳播時延為Tx delaT,每個連通周期中包含n個連通時間段，修正前其連通時序為
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，對鏈路的文件傳輸時序進行修正，減少傳播時延對鏈路連通時間的浪費；然后計算所有可用鏈路的通信容量，并對各節(jié)點輸入鏈路的通信容量進行修正，防止多路滲流傳輸時產(chǎn)生擁塞；接著通過修正后通信容量再次修正傳輸時序；最后按照修正后的傳輸時序，進行文件傳輸任務(wù)，多條鏈路同時可傳輸時，將文件分配給各條鏈路同時傳輸，直至文件傳輸完畢。本方法提高了整個深空通信系統(tǒng)的通信容量利用率、文件傳輸實時性和傳輸速率；同時對各級輸入鏈路的通信容量進行修正，防止了鏈路阻塞，提高了文件傳輸可靠性。
文檔編號H04L1/00GK103001741SQ20131000705
公開日2013年3月27日 申請日期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 申請人:北京理工大學