[发明专利]一种基于时分多址接入空间动态网络的可靠数据传输方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种基于时分多址接入空间动态网络的可靠数据传输方法。

背景技术

传统的网络数据传输方法所应用的网络是全时连接、点对点、全双工传输的，保证数据可靠地、无重复地、按照顺序到达。如果是分时连接、半双工传输、多址接入的网络，传统的数据传输控制方法不一定适用，必须探索一种针对时分多址接入空间动态网络(时分多址接入空间动态网络是现有星间数据传输网络的抽象模型)特点的数据传输控制方法，尤其是确保重要数据到达的数据传输方法。时分多址接入空间动态网络的特点为：网络节点之间不是一直连接的，而是有规律的连接和断开；数据传输是半双工的，即某一段时间数据只能单向地从一个节点传输到另一个节点；网络节点的存储容量有限，即节点不可能无限制地缓存数据；网络节点的数据处理能力有限，即数据处理算法不能太复杂；网络数据传输有一定的可靠性要求，即重要数据要求接收节点回传给发送节点应答信号，如果一定时间内没有收到应答则数据需要重传；网络是平面结构，即数据节点地位平等，节点之间没有主从关系，各节点中的数据处理算法是一致的。相对于传统网络，在时分多址接入空间动态网络中进行数据传输有高误码率、高分组丢失率、长链路延时等特点，传统的网络传输OSI模型是不适用的；同时该网络存在存储资源和计算资源的约束，因此在设计数据传输方法时既要考虑到数据传输性能，又要求简单易维护。本发明针对此种网络特点，将数据链路层、传输层、网络层、应用层等进行跨层设计，只保留必要的控制字段，通过设计合理的数据传输方法，使数据从端到端可靠地传输，使路由机制简单。在减少网络节点存储和处理开销的同时，达到数据可靠传输的目的，防止网络数据拥塞现象发生。

基于传统网络的数据传输方法为：首先建立端到端的物理连接，然后进行数据传输，传输完毕后，将此物理连接终止，此物理连接在数据传输的全过程中保持不变。在建立物理连接和终止物理连接的过程中，需要数据发送节点和数据接收节点之间进行多次握手。数据传输是全双工的，即在数据传输的两个方向传输能力是一致的。数据如果在传输过程中发生问题则进行数据重传，重传机制为超过预设重传时间即进行重传操作。传统网络中，网络节点为主从关系，网络节点处理能力不受限制，网络中传输的数据可靠性要求没有差别，数据丢失的原因为网络拥塞，所以网络传输方式一般根据OSI模型进行分层设计。

而根据时分多址接入空间动态网络的特点，其节点没有主从之分，完全是平等的关系，数据发送节点和数据接收节点建立的物理连接在数据传输过程中是变化的，并经常会中断，只能保证重要数据可靠到达，建立连接时不需要握手。其节点的数据处理能力、数据存储能力均有限，物理连接切换和无线链路传输的高误码率是数据丢失的主要原因。数据传输是半双工的，而且前向传输和后向传输的能力不一样。由于上述网络特点限制，基于时分多址接入空间动态网络的数据传输方法不能采用传统OSI模型，必须进行重新设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在时分多址接入空间动态网络上实现数据传输方法，数据传输方法旨在提高数据传输的可靠性，在数据发送端和数据接收端之间建立一种应答关系，保证重要数据优先到达；在数据未按照预定情况传输到目的节点时，重发数据，保证在不增加传输节点存储和处理负担的前提下数据有效可靠地传输。

本发明的技术方案是：

针对时分多址接入空间动态网络的特点，本发明的数据传输方法分以下几个步骤。

第一步，构建一个基于时分多址接入空间动态网络的数据传输环境。

此数据传输环境中有两类节点，一类是管理节点，一类是数据传输节点，管理节点通过管理控制链路和各数据传输节点相连，各数据传输节点之间通过数据传输链路相连，各数据传输节点的地位平等，数据传输链路每时隙最大传输帧数为M。数据传输环境有1个管理节点，N个数据传输节点(N为正整数且N≥2)。两类节点均是带有计算机的时分多址接入空间动态网络节点，管理节点中的计算机上安装有链路规划软件，各数据传输节点中的计算机上安装有数据传输软件。链路规划软件为每个数据传输节点生成一张建链规划表和一张路由表，每张建链规划表和每张路由表不相同，用以确定数据传输节点的建链目标节点和数据传输路径，数据传输软件完成数据发送和数据接收工作。

数据传输节点上均设置有发送数据缓冲区、接收数据缓冲区、重传数据缓冲区和数据准备缓冲区。

1)发送数据缓冲区按照发送时隙顺序存贮需要发送的数据帧，大小按照(N-1)×M×每帧字节数进行设置，单位为字节。