[发明专利]一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法

说明书

本发明公开了一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法，所述一种用于星地通信传输的编码等分缓存方法包括如下步骤：建立空间地面通信网络数据传输系统；卫星将请求数据传输给不同的基站，在无命令情况下主动将部分数据发送到基站中缓存；基站恢复所有的文件，同时将恢复文件发送给请求用户；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。本发明通过建立空间地面通信网络数据传输系统，针对每个缓存网络中的不同大小的请求指令，结合优化缓存大小和链接通道，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。

技术领域

本发明涉及缓存方法技术领域，具体为一种用于星地通信传输的编码等 分缓存方法。

背景技术

卫星在现代通信中起着重要的作用，特别是在信息分发领域，在大量数 据的机载获取、处理、存储和分发方面所起的作用尤为重要，随着网络空间 的不断整合和扩展，将卫星网络与地面网络整合，形成天地一体化的信息中 心网络，将是大势所趋，大空间数据主要来源于对地观测、深空探索、人类 信息和网络业务，从而使得空间、地面网络的通信量成长极快，这种急剧增 长的通信量会导致空间信道链路拥塞，从而增加底面用于的网络延迟甚至终 端，因此需要用上网络内容的缓存方法，以减轻通信负担的网络吞吐量和延 迟。

现有的缓存方法由两个阶段组成，第一阶段为预取阶段，该阶段在流量 非高峰时期执行，将一些数据放置在接近的终端用户的位置，第二阶段为传 输阶段，该阶段在流量高峰期间执行，此时用户的特定请求会被显示出来。 传统的缓存是一种未编码的缓存，是在本地缓存中派生出来，只能导致本地 用户缓存收益。后来又提出一种代码缓存方案，通过发送编码数据和良好位 置缓存数据相协调，实现本地和全球缓存同时收益，因此编码缓存相比非编 码缓存具有更好的效果，广泛受到关注，编码缓存算法在传感器网络中应用也成为了人们研究的目标。

现有的编码缓存方法已被引用，但是在引入太空时仍然只考虑了无编码 缓存，现有的工程编码缓存传感器网络通畅只考虑了广播信道、基于实现的 吞吐量或固定缓存大小中任意一种，没有考虑优化缓存大小和链接通道的结 合，由于缓存大小和链路通道的大小都会影响传输效率，只考虑其中一个或 单独考虑两者都不能达到最佳传输效果。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于星地通信传输的 编码等分缓存方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于星地通信传输的编 码等分缓存方法，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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：