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(cè)、災(zāi)害防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域，成為現(xiàn)代社會(huì)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(shí)延（RTT)長(zhǎng)兩個(gè)方面，W地球同步衛(wèi)星為 例，鏈路誤碼率度ER)為10 7級(jí)別，星地延遲約260ms，往返時(shí)延（RTT)將達(dá)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(shí)，存在著文件傳輸成功率偏低、傳輸時(shí)間過長(zhǎng)等缺點(diǎn)，運(yùn)主要是因?yàn)檩^長(zhǎng)的往返時(shí) 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(jī)誤碼造成的丟包被誤認(rèn)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(yùn)兩方面還存在相互的作用， 單方面增大窗口，會(huì)加劇出現(xiàn)丟包時(shí)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(jìn)行介紹。
[0005] 20世紀(jì)90年代，美國(guó)空間數(shù)據(jù)咨詢委員會(huì)（CCSD巧為了支持深空網(wǎng)絡(luò)中各種復(fù) 雜場(chǎng)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(hào)（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(cè)衛(wèi) 星上傳輸圖像文件，提出了建立在UDP上簡(jiǎn)單的、輕量級(jí)的文件傳輸協(xié)議一一Saratoga協(xié) 議。Saratoga協(xié)議通過簡(jiǎn)單的負(fù)確認(rèn)重傳機(jī)制來進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)，重點(diǎn)關(guān)注如何在有限時(shí)間 內(nèi)對(duì)鏈路的高效利用。Saratoga協(xié)議針對(duì)的是特定場(chǎng)景下的衛(wèi)星通信，需要預(yù)先知道鏈路 條件，因而對(duì)于可用帶寬未知、往返時(shí)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(duì)場(chǎng)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(cuò)控制模式并不能及時(shí)對(duì)丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行重傳，文件傳輸時(shí)間較長(zhǎng)。

【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(duì)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(cè)階段；發(fā)送端對(duì)鏈路的可用帶寬和往返時(shí)延RlT進(jìn)行估計(jì)；
[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(fù)確認(rèn)重傳機(jī)制完成數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
[0015] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：在鏈路探測(cè)階段，發(fā)送端動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送速率進(jìn)行多輪 探測(cè)，通過觀察每一輪探測(cè)中探測(cè)包的往返時(shí)延RlT是否呈現(xiàn)出明顯的遞增趨勢(shì)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(jì)值精確到預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，結(jié)束探測(cè)。
[0016] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：使用最后一輪探測(cè)中探測(cè)包的往返時(shí)延RTT的平均值 作為鏈路往返時(shí)延RTT的估計(jì)值。
[0017] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：于鏈路探測(cè)階段，發(fā)送端使用帶有時(shí)間戳的DATA報(bào)文 作為探測(cè)包，接收端收到該類DATA報(bào)文后會(huì)立即返回帶有相同時(shí)間戳的STATUS報(bào)文，發(fā)送 端收到STATUS報(bào)文后計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與時(shí)間戳的差值，該值即為探測(cè)包的往返時(shí)延RTT。
[0018] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：發(fā)送端通過計(jì)算兩個(gè)參數(shù)PCT和PDT來判斷當(dāng)前探 測(cè)包的RlT是否具有明顯的增大趨勢(shì)；假設(shè)每一輪探測(cè)記錄了K個(gè)RlT值，分別為出1， 尺2,......，扣，將記錄的RTT值平均低分成r=Vi?個(gè)子段，第i段的RTT中位值為Ri,計(jì)算
其中I狂）是一個(gè)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(jìn)一步改進(jìn)：在穩(wěn)定發(fā)送階段，發(fā)送端周期性地請(qǐng)求接收端反饋負(fù) 確認(rèn)信息，周期的大小至少超過一個(gè)往返時(shí)延RlT加重傳丟失報(bào)文需要的時(shí)間。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的面向星地鏈路的文件傳輸方法，為 基于負(fù)確認(rèn)重傳機(jī)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(duì)鏈路條件進(jìn)行探測(cè)，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(qǐng)求負(fù)確認(rèn)信息，及時(shí)完成對(duì)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(duì)丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次重傳，減少了文件傳輸需要的時(shí)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(shí)例中鏈路探測(cè)階段的流程示意圖。
[0026] 圖3是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中穩(wěn)定發(fā)送階段的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]W下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)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