专利名称：一种基于多路径的深空文件渗流传输方法
技术领域：
本发明涉及一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，属于深空通信和深空网络技术领域。
背景技术：
深空探测对于人类认识宇宙的起源与发展、开发利用空间资源具有重要意义。随着经济和科学技术的不断发展，人们对于深空探测的热情越来越高，深空探测任务越来越复杂，随之而来的深空通信业务也越来越来多样化，除了传统的遥控、遥测和导航数据外，还出现了科学实验数据、语音、图像和视频等海量的数据传输业务。越来越复杂的数据交互对深空通信系统中的文件传输速率、系统通信容量提出了更高的要求。由于深空通信具有通信距离远、传输时延大、误码率高等特点，同时，由于目前的深空网络也存在周期中断、节 点分布稀疏等问题。目前的传输方法无法保证文件在深空通信系统中高速率、高可靠性的传输。因此，如何提高深空通信网络中的文件传输速率和深空通信网络的通信容量成为了一个重要的技术问题。“一种基于星体中继的星群协作大容量全天候通信方法”(申请号201110341391.X)，公开了一种基于星体中继的星群协作大容量全天候通信方法，提出了采用星群中任意两颗星经过星体中继协同，结合渗流技术实现恒星间、恒星与行星间及行星与卫星间的全天候、全覆盖大容量通信的方法，在路由方法上提出了在星群中进行基于并行路由的渗流数据传输。“基于多路径的深空文件传输方法”(申请号201110410691. 9)公开了一种基于多路径的深空文件传输方法，该方法采用多路径传输，先选择连通路径，按连接时间先后顺序，选择每一时间段的连接链路，利用后一条链路来协助传输前一链路上需要重传的数据分组。可以减少因空闲造成的深空通信网络中连通时间段的浪费，使得数据分组传输更加紧密，从而提高文件传输的性能。但是，该方法在每一时间点只采用了单一链路进行数据分组传输，浪费了同时连通的其他链路，没有充分利用链路通信容量。“基于可靠性保证的卫星网络路由构建方法”(申请号201110410692. 3)公开了一种基于可靠性保证的卫星网络路由构建方法。该方法为主路径节点构建备用节点，优先利用主节点进行消息传输，完成后，利用备用节点传输与主节点相同的消息，直至目的节点收到消息为止。该方法提高了卫星网络传输的可靠性。该方法的不足之处是没有充分利用备用节点与主节点重合的时间段；且只选择了一个备用节点，丢弃了其他可用节点；同时对备用节点的连通时间有严格要求，必须保证备用节点在主节点消息传输后有足够的时间来传输和主节点相同的内容。“具有QoS保障的深空网络路由方法”(申请号201110410640. 6)公开了一种存在多路径时选择时延最短路径的方法，但是在时间修正时采用传播时延截断法，即在每条链路的每段连通时间段的末尾部分截去与链路传播时延相同的一段时间，形成可用连通时间段，若连通时间段小于传播时延，则舍弃该时间段。该方法没有对传播时延进行有效的补偿，而深空通信中传播时延特别大，因此这种方法浪费了大量的连通时间。“基于连通时序的多路径路由选择方法”(申请号201110293702. X)公开了一种基于连通时序的多路径路由选择方法，提出了一种在深空通信时延容忍网络DTN中的多路径路由方法，可以充分利用链路连通时序，利用多路径进行传输，提高链路利用率和网络通过量。但该方法仍然从单链路通信出发，即每一时刻只采用单一链路进行通信，没有考虑多路径同时并行通信，当多链路同时连通时该方法会浪费大量可用通信时间。
发明内容
本发明的目的是为解决深空通信网络中文件传输速率慢、通信容量利用率低、链路连通时间利用率低等问题，提出一种基于多路径的深空文件渗流 传输方法，以充分利用多路径的连通时间，通过多路径渗流传输方法，充分利用深空通信网络的通信容量，显著提升深空文件的传输速率。本发明实现上述目的的具体思想是首先选取所有存在的可用链路，对链路的文件传输时序进行修正，减少传播时延对链路连通时间的浪费；然后计算所有可用链路的通信容量，并对各节点输入链路的通信容量进行修正，防止多路渗流传输时产生拥塞；接着通过修正后通信容量再次修正传输时序；最后按照修正后的传输时序，进行文件传输任务，多条链路同时可传输时，将文件分配给各条链路同时传输，直至文件传输完毕。一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，具体实现步骤为步骤一、寻找所有可用路径，获取各条链路信息；将文件传输的源节点称为业务发起节点，文件接收节点称为目的节点，其他节点称为中继节点。业务发起节点通过查阅星历表找出源节点到目的节点的所有可用路径，获取所有可用路径中包含各条链路(两个直接相连节点间的路径)的连通时序、传播时延及传输速率。将各链路的连通时序作为其文件传输时序。步骤二、修正步骤一找到的各条链路的文件传输时序；所述文件传输时序为能够进行文件传输的链路时序。对于任意一条链路X，其文件传输时序的修正方法为链路X的传播时延为Tx delay，每个连通周期中包含η个连通时间段，修正前其连通时序为[t γ — start，tx — end ]，[tj _starf，t:x end ]，· · ·，[ij _ start，t—χ _end ]，其中， γ — stm.t
表示链路X第i个连通时间段的开始时间，G end表示链路X第i个连通时间段的结束时
间。链路进行文件传输时，当链路每个连通时间段剩余的可见时间小于传播时延时，不能再进行文件传输，否则将导致文件丢失。为了对链路连通时间进行充分利用，且不导致文件丢失，本发明在链路连通时间段开始时间的基础上提前一个传播时延进行文件传输，在链路连通结束时间的基础上提前一个传播时延停止文件传输。修正后的链路传输文件时
序为 _ start r^X _ delay } _ end_ delay 5 _ start ^ \\ _ Phd_ delay^ 3 ···,
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X _ startX _ delay X —endX delay」σ米用上述对链路X的文件传输时序修正方法，对每一条链路进行修正。步骤三、在步骤二的基础上，计算各条链路在一个连通周期内的通信容量；
对于任意一条链路X，其通信容量Cx为X
权利要求
1.一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，其特征在于具体实现步骤如下 步骤一、寻找所有可用路径，获取各条链路信息；步骤二、修正步骤一找到的各条链路的文件传输时序；修正原则为在链路连通时间段开始时间的基础上提前一个传播时延进行文件传输，在链路连通结束时间的基础上提前一个传播时延停止文件传输；步骤三、在步骤二的基础上，计算各条链路在一个连通周期内的通信容量；对于任意一条链路X，其通信容量Cx为
2.根据权利要求1所述的一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，其特征在于业 务发起节点为文件传输的源节点，目的节点为文件接收节点，其他节点为中继节点；业务发 起节点通过查阅星历表找出源节点到目的节点的所有可用路径，获取所有可用路径中包含 各条链路的连通时序、传播时延及传输速率；将各链路的连通时序作为其文件传输时序。
3.根据权利要求1所述的一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，其特征在于对 于任意一条链路X,其文件传输时序的修正方法为链路X的传播时延为Tx delaT,每个连通周期中包含n个连通时间段，修正前其连通时序为
4.根据权利要求l所述的一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，其特征 在于对于经步骤四修正过通信容量的链路X，其修正后的传输结束时间
全文摘要
本发明涉及一种基于多路径的深空文件渗流传输方法，属于深空通信和深空网络技术领域。首先选取所有存在的可用链路，对链路的文件传输时序进行修正，减少传播时延对链路连通时间的浪费；然后计算所有可用链路的通信容量，并对各节点输入链路的通信容量进行修正，防止多路渗流传输时产生拥塞；接着通过修正后通信容量再次修正传输时序；最后按照修正后的传输时序，进行文件传输任务，多条链路同时可传输时，将文件分配给各条链路同时传输，直至文件传输完毕。本方法提高了整个深空通信系统的通信容量利用率、文件传输实时性和传输速率；同时对各级输入链路的通信容量进行修正，防止了链路阻塞，提高了文件传输可靠性。
文档编号H04L1/00GK103001741SQ20131000705
公开日2013年3月27日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者安建平, 杨雷, 谢振勇, 王爱华, 黄承飞 申请人:北京理工大学