[发明专利]一种基于可靠UDP和喷泉码的航空自组网可靠传输方法

权利要求书

1.一种基于可靠UDP和喷泉码的航空自组网可靠传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在发送方，传输的数据被分成数据包，然后送到可靠单元；在可靠单元，采用改进的SNACK机制处理带宽非对称问题，即接收方发送的ACK包括了最大确认收到的数据包序列号以及丢失数据包序列号，发送方收到该ACK，通过发送方的发送队列判断当前哪些数据包已确认，哪些数据包已丢失，从而进行后续数据包的发送及丢失重传；同时，采用新型的滑动窗口机制来计算往返时间RTT，即只要收到数据包的确认，发送窗口就往前滑动，而不考虑数据包是否被正确接收；如果数据包被否定确认，则该数据包会被分配一个新的序列号重传，接收方通过使用该数据包的偏移量来决定它在整个文件中的位置；

步骤2：数据包被传送到Raptor编码缓冲；启动编码定时器来收集源符号，然后结合编码速率决定单元运行Raptor编码，决定编码后的符号数量；若编码缓冲中源符号数量不满足编码要求，源符号直接传送给UDP；

编码速率决定单元具体如下：

首先，为下一个块预测包丢失率P_loss；然后，根据包丢失率计算块b的解码失败概率δb(m)；最后，决定编码速率c；

步骤3：产生的冗余符号和源符号被发送到发送缓冲；采用能够区分拥塞丢包和链路切换丢包的拥塞控制算法控制UDP流的发送速率：

1)处理丢包

当收到SNACK并且有丢失的序列号，则知道出现丢包，再进一步判断丢包是由于拥塞还是链路切换引起的；如果丢包是由链路切换引起的，把最小往返时间设置成现在观察到的RTT；否则，丢包是由网络拥塞引起的，拥塞窗口减少；

2)处理新的确认

当收到新的确认信息，首先，动态修改参数，确定当前网络中排队的数据包个数α和目标窗口值W_tar，然后更新拥塞窗口；

步骤4：在接收方，运行Raptor解码恢复丢失的数据；如果解码过程不能恢复所有的源符号，可靠单元会通知发送方重新发送丢失的符号以提供可靠性；本传输方法的接收方周期性的反馈网络信息给发送方，包括网络时延、丢包率。

2.如权利要求1所述的一种基于可靠UDP和喷泉码的航空自组网可靠传输方法，其特征在于，所述步骤2中，根据下面公式为下一个块预测包丢失率：

其中ρ^under为包丢失低估概率；P_loss满足高斯分布，表示为P_loss～N(μ_ploss,σ²_ploss)，μ_ploss和σ²_ploss分别为均值和方差，Q函数是标准正态分布的互补累计分布函数。

3.如权利要求1所述的一种基于可靠UDP和喷泉码的航空自组网可靠传输方法，其特征在于，所述步骤2中，根据下面公式为块b计算解码失败概率：

其中，n_min是成功Raptor解码所需的最小数据包数，n_min＝(1+ε)k，ε是在给定解码成功概率τ_succ下的最小负载，k是源符号数，n_enc是编码后的符号数，n_enc＝n_min+m，m是为了避免信道丢失发送的额外的数据包。

4.如权利要求1所述的一种基于可靠UDP和喷泉码的航空自组网可靠传输方法，其特征在于，所述步骤2中，根据下面公式计算编码速率：

其中，为了确保块有最大可接受的解码失败概率，同时减少冗余，m设置为最小的整数m*，使得δ_b(m)不大于δ，δ为最大可接受的解码失败概率。