一種面向星地鏈路的文件傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要設(shè)及到衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，特指一種面向星地鏈路的文件傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)W及航天技術(shù)的發(fā)展，近幾年來衛(wèi)星通信得到了迅速發(fā)展。目前，衛(wèi) 星通信已經(jīng)應(yīng)用于軍事偵察、導(dǎo)航定位、資源觀測、災(zāi)害防護等各個領(lǐng)域，成為現(xiàn)代社會中 不可缺少的通信手段。然而，與傳統(tǒng)有線、無線通信不同，衛(wèi)星通信也有其自身無可消除的 局限性，主要體現(xiàn)在鏈路誤碼率度ER)高和往返時延（RTT)長兩個方面，W地球同步衛(wèi)星為 例，鏈路誤碼率度ER)為10 7級別，星地延遲約260ms，往返時延（RTT)將達到540ms。
[0003] 正是由于上述的特性，目前傳統(tǒng)通信中基于TCP協(xié)議的文件傳輸協(xié)議在應(yīng)用于衛(wèi) 星通信時，存在著文件傳輸成功率偏低、傳輸時間過長等缺點，運主要是因為較長的往返時 延導(dǎo)致TCP擁塞控制窗口打開緩慢，無法充分利用帶寬；而隨機誤碼造成的丟包被誤認為 線路擁塞，引起擁塞窗口的乘性減小，使傳輸性能更加惡化。運兩方面還存在相互的作用， 單方面增大窗口，會加劇出現(xiàn)丟包時需要重傳的數(shù)據(jù)量。
[0004] 除了傳統(tǒng)通信中的基于TCP協(xié)議的文件傳輸協(xié)議，目前眾多新型的傳輸協(xié)議也被 提出，其中WCFDP協(xié)議和Saratoga協(xié)議為例進行介紹。
[0005] 20世紀90年代，美國空間數(shù)據(jù)咨詢委員會（CCSD巧為了支持深空網(wǎng)絡(luò)中各種復(fù) 雜場景下能夠可靠傳輸數(shù)據(jù)，制定了CCSDS文件傳輸協(xié)議（CC抑巧。C抑P根據(jù)業(yè)務(wù)需求可 提供不可靠傳輸和可靠傳輸兩種模式，而可靠傳輸模式又有四種否定應(yīng)答信號（Negative Acknowledgement，NAK)模式可供選擇，分別是立即NAKQmmediateNAK)、觸發(fā)NAK(Prompt 酷1〇、異步酷1((43711。虹0110118酷1()和延遲酷1(值6'6祥6(1酷1()。
[0006] 2004 年，SSTL(Surr巧SatelliteTechnologyLtd)為了在基于IP的災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi) 星上傳輸圖像文件，提出了建立在UDP上簡單的、輕量級的文件傳輸協(xié)議一一Saratoga協(xié) 議。Saratoga協(xié)議通過簡單的負確認重傳機制來進行錯誤恢復(fù)，重點關(guān)注如何在有限時間 內(nèi)對鏈路的高效利用。Saratoga協(xié)議針對的是特定場景下的衛(wèi)星通信，需要預(yù)先知道鏈路 條件，因而對于可用帶寬未知、往返時延（RTT)不確定的星地鏈路并沒有很好的支撐作用。
[0007] 綜上所述，上述傳統(tǒng)方式存在W下問題：
[0008] 1、針對場景過于復(fù)雜或者過于單一，并不適用于常見的星地鏈路。
[0009] 2、使用的差錯控制模式并不能及時對丟失的數(shù)據(jù)進行重傳，文件傳輸時間較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一 種能夠提高文件傳輸性能和傳輸可靠性的面向星地鏈路的文件傳輸方法。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0012] 一種面向星地鏈路的文件傳輸方法，其步驟為：
[0013] Sl:鏈路探測階段；發(fā)送端對鏈路的可用帶寬和往返時延RlT進行估計；
[0014]S2 :穩(wěn)定發(fā)送階段；發(fā)送端依據(jù)步驟SI的結(jié)果保持發(fā)送速率接近于可用帶寬，并 使用負確認重傳機制完成數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
[0015] 作為本發(fā)明的進一步改進：在鏈路探測階段，發(fā)送端動態(tài)調(diào)整發(fā)送速率進行多輪 探測，通過觀察每一輪探測中探測包的往返時延RlT是否呈現(xiàn)出明顯的遞增趨勢來判斷當(dāng) 前發(fā)送速率是否大于可用帶寬；當(dāng)可用帶寬的估計值精確到預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時，結(jié)束探測。
[0016] 作為本發(fā)明的進一步改進：使用最后一輪探測中探測包的往返時延RTT的平均值 作為鏈路往返時延RTT的估計值。
[0017] 作為本發(fā)明的進一步改進：于鏈路探測階段，發(fā)送端使用帶有時間戳的DATA報文 作為探測包，接收端收到該類DATA報文后會立即返回帶有相同時間戳的STATUS報文，發(fā)送 端收到STATUS報文后計算當(dāng)前時間與時間戳的差值，該值即為探測包的往返時延RTT。
[0018] 作為本發(fā)明的進一步改進：發(fā)送端通過計算兩個參數(shù)PCT和PDT來判斷當(dāng)前探 測包的RlT是否具有明顯的增大趨勢；假設(shè)每一輪探測記錄了K個RlT值，分別為出1， 尺2,......，扣，將記錄的RTT值平均低分成r=Vi?個子段，第i段的RTT中位值為Ri,計算
其中I狂）是一個階躍函數(shù)，當(dāng)X為邏輯真，函數(shù) 值為1，否則函數(shù)值為0;
[0019] 如果PCT大于0.66并且PDT不小于0. 45或者PDT大于0. 55并且PCT不小于 0.54,判斷速率R大于可用帶寬；
[0020] 如果PCT小于0. 54并且PDT不大于0. 55或者PDT小于0. 45并且PCT不大于 0.66,判斷速率R小于可用帶寬；
[0021] 其余情況為無法判斷。
[0022] 作為本發(fā)明的進一步改進：在穩(wěn)定發(fā)送階段，發(fā)送端周期性地請求接收端反饋負 確認信息，周期的大小至少超過一個往返時延RlT加重傳丟失報文需要的時間。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的面向星地鏈路的文件傳輸方法，為 基于負確認重傳機制的文件傳輸方法，能夠提高文件傳輸性能及傳輸可靠性。在數(shù)據(jù)傳輸 過程中，首先對鏈路條件進行探測，使得其不僅僅適用于特定的星地鏈路，也不需要人為設(shè) 置鏈路參數(shù)。而且，發(fā)送端通過周期性請求負確認信息，及時完成對丟失數(shù)據(jù)的重傳，不需 要在數(shù)據(jù)發(fā)送完成后再對丟失的數(shù)據(jù)進行多次重傳，減少了文件傳輸需要的時間。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的流程不意圖。
[0025] 圖2是本發(fā)明在具體應(yīng)用實例中鏈路探測階段的流程示意圖。
[0026] 圖3是本發(fā)明在具體應(yīng)用實例中穩(wěn)定發(fā)送階段的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]W下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[002引如圖1~圖3所示，本發(fā)明的面向星地鏈路的文件傳輸方法，其