一种雷达数据可靠传输方法

本发明属于雷达数据传输，具体提供一种雷达数据可靠传输方法。

背景技术：

1、目前雷达数据传输通常是使用tcp协议或udp协议进行传输，tcp协议的传输速度较慢，不适用于实时性强的场景；而udp协议的传输可靠性较差，经常会发生数据丢包的现象。比如公开号为cn116074252a的专利文献中提出的一种udp数据传输方法、udp数据传输装置、存储介质及电子设备，其中，接收端从第二缓存区每读取m包数据向发送端发送一次丢包信息；但该方法没有对网络状况进行预测，在网络发生拥塞时会出现丢包过多的现象。又比如公开号为cn115695577a的专利文献中提出的一种udp数据传输的方法及其相关设备，该方法在udp数据包上封装一层tcp包头，将udp数据包进行封装后得到tcp数据包，然后利用建立好的tcp通道传输该tcp数据包；但该方法在出现丢包时无法进行数据重传，无法保证数据完整性。再比如公开号为cn116073957a的专利文献中提出的一种基于udp的可靠一对多数据传输方法，该方法中建立状态位图sbmp，由状态位图sbmp判断数据块是否发送完成；但该方法未考虑数据传输时的接收端接受能力和网络状态，会影响数据传输速度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种雷达数据可靠传输方法，用以减少雷达数据传输过程中的传输等待时延，并在出现丢包现象时执行丢包重传功能。本发明在雷达数据帧数据可靠的基础上，降低雷达数据帧的传输时延，减少了传输过程中小包积累机制和延迟ack机制对传输等待时延的影响，缩短了数据传输时间。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种雷达数据可靠传输方法，包括：数据发送与数据接收，具体步骤如下：

4、步骤a.数据发送；

5、步骤a1.应用层交付数据进入数据分包模块，执行数据分包功能，并对每一个数据包增加可靠协议包头，然后根据远端窗口值判断是否放入发送队列，最后在发送队列中执行数据发送；

6、步骤a2.开启发送端网络监听线程，监听网络中接收到的报文包，根据可靠协议包头对报文包进行解析，判断报文包类型；

7、若报文包类型是ack报文包，则根据报文包信息更新ack队列，并在ack队列更新后更新发送队列，将已经确认的发送数据包移出snd_una链表；并根据ack报文包确认执行快速重传功能；

8、若报文包类型是窗口回复报文包，则根据收到的信息更新接收方窗口值；

9、步骤a3.开启发送端超时重传线程，发送队列中每发送一个数据包则开启一个定时器，定时器时间设置为rto，若在rto内未接收到此数据包的ack报文包，则执行超时重传功能，并将此数据包的rto参数更新为1.5倍；若在rto内接收到此数据包的ack报文包，则删除定时器，将此数据包从发送队列中移除；

10、步骤a4.每接收到一个ack报文包则执行拥塞控制功能；

11、步骤b.数据接收；

12、步骤b1.开启接收端网络监听线程，监听网络中接收到的报文包；根据可靠协议包头中的cmd参数对报文包进行解析，判断报文包类型；

13、若报文包类型是data报文包，则将接收到的数据包放入接收队列，进行数据合包功能，并且回复ack报文包；

14、若报文包类型是窗口探测报文包，则回复窗口回复报文包；

15、步骤b2.接收队列中接收到数据后，进行数据合包功能。

16、进一步的，步骤a1的数据分包模块中，首先计算数据块的字节数及分包数，然后进行倒序分包，并放入等待发送链表中；根据远端窗口值判断接收方窗口是否可用，当接收方窗口值大于等于发送需求时，判定接收方窗口可用，将数据块放入发送队列中，并执行发送，否则，执行等待。

17、进一步的，步骤a1中可靠协议包头包括：identi参数、cmd参数、frg参数、wnd参数、una参数、sn参数、ts参数、len参数；其中，identi参数代表本数据包为rudp专用数据包，当发送方与接收方的identi参数相等时数据包后续处理有效；cmd参数代表本数据包的类型，依次为：data数据包、ack数据包、窗口探测报文包、窗口回复报文包；frg参数代表分片包序号，wnd代表接收方窗口值，una代表待接收包序号，sn代表本数据包序号，ts代表本数据包时间戳，len参数代表本数据包长度；data段代表data数据。

18、进一步的，步骤a2中快速重传具体为：收到一个ack报文包后，为所有未接收ack的数据包的fastack参数加1，并遍历整个发送队列，对所有fastack参数等于3的未接收ack的数据包执行重传功能。

19、进一步的，步骤a3中，rto根据接收到的ack报文包计算得到的rtt参数进行更新，更新方法为：

20、采样rtt的时间并进行加权平均，计算得到平滑rtt值；根据每次接收到ack报文包的ts时间戳计算得到的往返时间rttn，再计算得到的平滑往返时间srttn与平滑方差devrttn；

21、第一次计算时，rto1更新如下：

22、srtt1＝rtt1

23、devrtt1＝rtt1/2

24、rto1＝μ×srtt1+δ×devrtt1

25、根据新接收ack数据包时间戳得到最新rttn，后续计算rton为：

26、srttn＝srttn-1+α×(rttn-srttn-1)

27、devrttn＝(1-β)×devrttn-1+β×(|rttn-srttn|)

28、rton＝μ×srttn+δ×devrttn

29、其中，α＝0.125，β＝0.25，μ＝1，δ＝4；rttn、srttn、devrttn分别表示第n个更新时刻的往返时间、平滑往返时间、平滑方差。

30、进一步的，步骤a4中拥塞控制功能为：

31、第n个更新时刻的拥塞窗口值记为cwndn，对应慢启动门限记为ssthreshn，发送方相邻两次接收到ack报文包期间接收方接收到的报文包数量记为ackcountn；

32、传输开始时启用慢启动模式，cwndn更新为：

33、cwndn＝cwndn-1+ackcountn

34、当拥塞窗口值大于慢启动门限时，启用拥塞避免增长模式，cwndn更新为：

35、cwndn＝cwndn-1+ackcountn/cwndn-1

36、当发生数据包重传时，启用拥塞发生算法：

37、当发生超时重传时，ssthreshn和cwndn更新为：

38、ssthreshn＝cwndn-1/2

39、cwndn＝1

40、当发生快速重传时，ssthreshn和cwndn更新为：

41、cwndn＝cwndn-1/2

42、ssthreshn＝cwndn

43、cwndn+1＝ssthreshn+3。

44、基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：

45、本发明提供一种雷达数据可靠传输方法，采用以太网中的udp协议，在此基础上设计了可靠协议包头以及分包功能，并结合多种重传机制、流量控制以及拥塞控制，使得发送端能发现丢包现象，并且传输效率高，保证了数据包的可靠性和传输的实时性；综上，本发明能够保证雷达数据帧的可靠性基础上降低总传输时间。