[发明专利]一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法

权利要求书

1.一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述可自由分配缓存大小的缓存方法包括如下步骤：

(1)建立空间地面通信网络数据传输系统，包括地球同步卫星、若干个基站和地面用户组；

(2)卫星将请求数据传输给不同的基站，在非高峰流量期间，无请求命令的情况下，主动将部分数据发送到基站中缓存；

(3)用户请求反馈时，向基站发送请求指令，基站恢复所有的文件，同时将恢复文件发送给请求用户；

(4)针对每个缓存网络中的不同大小的请求指令，设计编码缓存算法，使用最小传输吞吐量的最优缓存分配方式，解决两个混合整数非线性优化问题，减少总的传输量，实现缓存大小的自由分配。

2.根据权利要求1所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述步骤(1)若干个基站根据不同的地面用户组化分区域，不同的地面用户组由最近的基站缓存数据，地球同步卫星和地面用户组之间通过基站连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述步骤(1)中地球同步卫星用于发送请求数据，基站用于接收、存储、处理和分发卫星数据。

4.根据权利要求1所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述步骤(1)中基站与地面用户组之间通过有线或者无线网络连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述步骤(4)中两个混合整数非线性优化问题和解决方法如下：

S1、波束形成、缓存大小、传输功率和时间的联合优化，使用SCA的算法解决此问题；

S2、波束形成、缓存大小和传输功率的联合优化，采用SDP和高斯随机化算法解决。

6.根据权利要求1所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述步骤(4)中设计编码缓存算法步骤包括放置阶段、交付阶段和传输任务吞吐量优化。

7.根据权利要求6所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述放置阶段的步骤包括：

第一步，将若干个缓存文件均分隔成大小相等且互不重叠的若干个K，则N个数量为NK；

第二步，将若干个K_m分配到任意的基站m缓存中，将划分成两个和表示基站完整源数据的缓存集合和基站部分源数据的缓存集合，表示和约束缓存部分源数据的集合，因此当α＝1得出和

当K_m＝K时，得出和因此任何的基站m均放置在K_mN的碎片中；

根据放置在中基站的片段，对S_n的K_m片段进行索引，与基站的序列号进行比较，赋值当时，缓存内容在基站的中为

而基站的缓存内容N分为S₁，S₂，...，S_N，也可以表示为

8.根据权利要求6所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述交付阶段分为两个步骤：

第一步，传输任意两个基站中缓存文件的片段编码数据包，每个片段编码数据包仅接收存储他的基站请求命令，表示为其中和m≠i，基站s得到而基站m可以得到

基站m中缓存的片段数量和基站i的用户请求的数量，符合为K_mD_i，而基站i中散布的碎片数目和基站m的用户所要求的片段数，即为K_iD_m；发送到基站的m和i的编码包数为{K_mD_i，K_iD_m}；

由于m和i是任意值，发送的数据包总数为

第二步，缓存在每个基站中的被其它基站通过请求剩余的未传输片段逐个传输，由

得出

因此第二步传输总数为

9.根据权利要求6所述的一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，其特征在于：所述传输任务吞吐量阶段为了获取最小的传输吞吐量，通过如下公式分配M基站的缓存：

M_F＝α-1，K≥M-α+1。