[发明专利]一种基于喷泉码的深空多文件传输方法

摘要

本发明公开了一种基于喷泉码的深空多文件传输方法，充分利用喷泉码的无码率特性，充分利用前向信道，减少反向信道上的数据量，提高链路利用率，降低时延。本发明根据最新的丢包率信息，计算所需的编码冗余，提高一次传输的成功率并有效控制冗余；在接收方采用联合译码算法，充分利用编码信息，降低计算复杂度并提高译码成功率；在重传时，根据不同的丢包情况，采取不同的保护策略，减少重传次数；采用多文件联合传输策略，不等待接收方反馈信息，直接对待传输文件进行处理，充分利用链路资源以及降低时延；在CFDP的基础上，将编码包作为数据域的内容发送，保证了良好的兼容性和实用性。本发明针对性的解决了传输时延巨大、链路时变以及信道非对称的问题，并有效控制冗余，减少传输次数，基本实现了深空文件高效可靠传输的目标。

主权项

一种基于喷泉码的深空多文件传输方法，其特征在于，包括以下步骤：101、在发送端，发送方将待发送的文件进行分割，分割形成k个原始数据包，每个数据包大小为L字节；102、发送方实时接收信道状态信息，并根据接收到的最新信道状态信息和数据包个数，确定编码包个数K，确定编码包个数K的具体步骤如下：步骤2.1)，根据公式P＝(1‑λ)P1+λP2确定链路此时的丢包率，其中，P1为最近一次的丢包率，P2为上次反馈的丢包率,λ为可调节参数，取值范围是[0，1]；步骤2.2)，根据公式计算出需要的编码冗余，其中ε′为在系统允许的喷泉码译码失败概率下，接收端译码所需要达到的编码冗余度值；步骤2.3)，根据公式K＝k*(1+ε)计算出所需要的编码包数量；当收到接收方反馈的信道丢包率后，在接下来的文件发送或重传过程中可以直接使用最新的丢包率，不必经过步骤2.1)的计算过程；对数据包进行喷泉编码，然后加上帧头信息，形成喷泉编码数据包，跳转至步骤103；如果收到反馈信息，则更新当前的信道丢包率；如果需要重传丢失的数据，则根据需要重传的数据包个数确定重传策略；103、发送方形成喷泉编码数据包后通过深空信道发送至接收方，每个文件发送结束后发送文件结束标志EOF，跳转至步骤104，如果发送方还有文件需要传输，则转到步骤101；104、接收方接收到文件结束标志EOF后，反馈确认信息ACK EOF给发送方，然后接收方对收到的喷泉编码数据包进行统计，计算丢包率，之后使用联合译码算法对收到的喷泉编码数据包进行译码，统计丢失的数据包；105、如果步骤104中对收到的喷泉编码数据包译码成功，则反馈成功接收确认信息以及信道丢包率给发送方；如果译码失败，则反馈丢失的数据包信息以及信道丢包率给发送方并开启定时器，当定时器到时后，再次对文件进行译码并统计，如果还有丢包，则重复步骤105，直至文件成功接收；106、如果所有文件均成功发送，则传输过程结束。