[发明专利]一种面向时敏业务的空间信息网数据传输方法

说明书

本发明提供一种面向时敏业务的空间信息网数据传输方法。首先对卫星节点的编码缓存队列进行建模，根据不同时间敏感业务对时延的要求计算出可容忍时延，然后提出一种面向业务的流间网络编码策略，当需要等待其他数据流进行编码时根据业务对时延的要求决定是否等待，自动判断能否对该业务寻求网络编码的机会。同时，考虑到空间信息网的链路时延较大，为了减少重传次数，将流内网络编码也应用于数据传输中，与流间网络编码相结合，进一步提升传输效率以及提高网络的可靠性。

技术领域

本发明涉及空间信息网数据传输领域，具体涉及一种面向时敏业务的空间信息网数据传输方法。

背景技术

空间信息网是以空天平台为载体，实时获取、传输和处理空天信息的网络系统。该系统通过将不同轨道卫星、承担不同种类业务的卫星、卫星之外的其余各种空间通信设备与地面通信网络相联系，从而完成不同的业务。空间信息网与地面网络对比下有下列特点：网络的拓扑结构复杂、链路误码率高以及空间资源有限的特点。

2000年网络编码概念的提出，主要是用于提升网络的吞吐量，将其应用于空间信息网中不仅可以提高网络的吞吐量，而且由于减少了数据传输的次数，从而减少了传输时延，进一步提升了网络的有效性。此外，网络编码采用存储、携带(编码)、转发的工作机制，接收节点可以根据不同的失效情况及对数据的需求，进行不同的解码即可，有效地避免重传，适合空天通信链路高误码、断续连通的特点，可提高空间信息网的可靠性；并且，利用网络编码进行数据传输时由于将不同数据流编码在一起，对于其中一条数据流而言相当于进行了加密，网络中的窃听节点无法窃听到原始的数据，将网络编码与防窃听方案相结合，可以提高空间信息网的安全性。因此采用网络编码提高空天信息传输的安全性与可靠性、有效性不存在矛盾，且可实现多个指标的共同提升。

多样化的业务里，时间敏感业务(简称时敏业务)所代表的新服务正在兴起。针对时间敏感的流量，Yang H首先提出了时间敏感的空间信息网络的技术架构。在此基础上，分析了服务，网络，资源三个方面的关键技术(Yang H,Bai W,Zhang J.Research on KeyTechnologies of Time Sensitive Space Information Network[J].RadioCommunications Technology,2017,43(3):08-12.)。最后，总结了时间敏感空间信息网络技术及未来发展前景。

目前大部分基于网络编码的数据传输方案仅仅考虑如何提升网络可靠性和吞吐量，虽然有效地保障业务的可靠性但增加业务时延。并且现有的业务模型主要在延时需求和带宽需求两方面对网络服务提出要求。因此设计一种能提升网络性能同时，降低业务时延等的数据传输算法来满足多样化业务的需求是如今研究趋势。

发明内容

针对现有技术的不足，设计一种大时空尺度约束下、高动态断续条件下空间信息的传输方法，本发明提出一种面向时敏业务的空间信息网数据传输方法，包括：

步骤1：发送数据包时，源节点首先将时敏业务所需要发送的数据分为消息向量，然后将每个消息向量分为线性无关的数据包；

步骤2：根据不同时敏业务对时延的要求计算出在节点的可容忍时延T′_wait；

式中，T为时敏业务在节点的可容忍的时延，T_link为链路时延，d为两通信节点之间的距离，signal_speed为信号的传播速率；

步骤3：根据编码缓存队列中的数据分组的长度计算出每个数据分组在节点的等待时延T_wait；