[发明专利]一种面向卫星网络的基于UDP的可靠数据传输方法

权利要求书

1.一种面向卫星网络的基于UDP的可靠数据传输方法，将传输过程中的包分类为数据包和控制包，控制包包括ACK包和NAK包，其中ACK包表明该包之前的所有数据包均已收到，NAK包用于精确指明需要重传的数据包，其特征在于，包括：

ACK超时重传机制：数据发送方每隔一个ACK时间周期会收到接收方反馈的ACK包，当超过设定时间间隔后，仍未收到ACK包，则触发ACK超时重传机制，即重新发送未被确认的拥塞窗口大小的数据包，其中拥塞窗口表示发送方能够发送出去的但还未收到ACK包的最大数据包数量；ACK包带有用于拥塞控制的参数，包括带宽估计、往返时延和拥塞窗口大小；

NAK精确重传机制：接收方在接收数据包时，会检测是否有丢包事件发生，当丢包检测成功时，会向发送方传输带有丢包序号的NAK包，发送方会根据NAK包精确重传丢失的数据包，避免重复发送接收方已收到的数据包；

拥塞控制机制：每收到一个NAK包，发送方会根据是否连续丢包来判断是随机性丢包，还是链路拥塞，当判断为拥塞时则进行降速处理；发送方会利用往返时延的变化情况来进一步判断网络是否拥塞，增加拥塞判定的准确性，并以此动态调节发送速率，以避免随机性丢包引起的降速处理；若判定为拥塞，则动态调整发送数据包的发包间隔T_SND和/或拥塞窗口大小；

发送方和接收方会分别维持一个丢失列表，令LL_R＝{d₁,d₂,…,d_n}表示接收方丢失列表，LL_S＝{d₁,d₂,…,d_n}表示发送方丢失列表；

接收方收到数据后，首先检查是否出现丢包：假设接收方当前已收到数据包的序号为d_max，当收到的数据包序号d_i＞d_max+1，则表明出现丢包情况，将丢失数据包序号加入接收方丢失列表：LL_R＝LL_R∪{d_max+1,d_max+2,…,d_i-1}；

然后接收方会将接收方丢失列表LL_R中的序号嵌入到NAK包并发回给发送方，发送方收到后将其加入到发送方丢失列表LL_S中；发送方在发送数据包时，会优先发送发送方丢失列表中的数据；

发送方数据发送步骤如下：

步骤11：检查发送方丢失列表LL_S是否为空，若不为空，则重传发送方丢失列表LL_S头部序列号的数据包，并在发送方丢失列表中删除重传的序列号；

步骤12：等待包发送间隔时间T_SND，直到有数据包需要被发送；

步骤13：如果未应答数据包个数超过拥塞窗口大小，等待直到收到ACK包时，跳转到步骤11，超时未收到ACK包时，将未确认的数据包放入发送方丢失列表LL_S，跳转到步骤11。

2.根据权利要求1所述的一种面向卫星网络的基于UDP的可靠数据传输方法，其特征在于，接收方数据接收步骤如下：

步骤21：接收数据包，检查是否有数据包丢失，将丢失数据包序号加入到接收方丢失列表LL_R；如果当前数据包序号小于收到的最大数据包序列号d_max，则将该序列号从接收方丢失列表LL_R中删除；

步骤22：检查ACK定时器是否期满：每隔1秒封装一个ACK包，如果接收方丢失列表LL_R为空，则将ACK包序号设置为d_max+1，否则将ACK包序号设置为接收方丢失列表LL_R列表中的最小值，然后将ACK包封装完成后发送给发送方；

步骤23：检查NAK定时器是否期满：搜索接收方丢失列表LL_R，找出所有的最后反馈时间在k*RTT之前的包序列号，变量k初始值为1.5，RTT 为往返时延，随着反馈次数自增1，然后将找出的包序列号压缩后，封装成一个NAK包反馈给发送方；

步骤24：更新收到的最大序号d_max，跳转到步骤21。