[发明专利]一种面向星地链路的文件传输方法

说明书

本发明公开了一种面向星地链路的文件传输方法，其步骤为：S1：链路探测阶段；发送端对链路的可用带宽和往返时延RTT进行估计；S2：稳定发送阶段；发送端依据步骤S1的结果保持发送速率接近于可用带宽，并使用负确认重传机制完成数据的可靠传输。本发明能够提高文件传输性能和传输可靠性。

技术领域

本发明主要涉及到卫星通信技术领域，特指一种面向星地链路的文件传输方法。

背景技术

随着通信技术以及航天技术的发展，近几年来卫星通信得到了迅速发展。目前，卫星通信已经应用于军事侦察、导航定位、资源观测、灾害防护等各个领域，成为现代社会中不可缺少的通信手段。然而，与传统有线、无线通信不同，卫星通信也有其自身无可消除的局限性，主要体现在链路误码率(BER)高和往返时延(RTT)长两个方面，以地球同步卫星为例，链路误码率(BER)为10^-7级别，星地延迟约260ms，往返时延(RTT)将达到540ms。

正是由于上述的特性，目前传统通信中基于TCP协议的文件传输协议在应用于卫星通信时，存在着文件传输成功率偏低、传输时间过长等缺点，这主要是因为较长的往返时延导致TCP拥塞控制窗口打开缓慢，无法充分利用带宽；而随机误码造成的丢包被误认为线路拥塞，引起拥塞窗口的乘性减小，使传输性能更加恶化。这两方面还存在相互的作用，单方面增大窗口，会加剧出现丢包时需要重传的数据量。

除了传统通信中的基于TCP协议的文件传输协议，目前众多新型的传输协议也被提出，其中以CFDP协议和Saratoga协议为例进行介绍。

20世纪90年代，美国空间数据咨询委员会(CCSDS)为了支持深空网络中各种复杂场景下能够可靠传输数据，制定了CCSDS文件传输协议(CCFDP)。CFDP根据业务需求可提供不可靠传输和可靠传输两种模式，而可靠传输模式又有四种否定应答信号(NegativeAcknowledgement，NAK)模式可供选择，分别是立即NAK(Immediate NAK)、触发NAK(PromptNAK)、异步NAK(Asynchronous NAK)和延迟NAK(Deferred NAK)。

2004年，SSTL(Surrey Satellite Technology Ltd)为了在基于IP的灾害监测卫星上传输图像文件，提出了建立在UDP上简单的、轻量级的文件传输协议——Saratoga协议。Saratoga协议通过简单的负确认重传机制来进行错误恢复，重点关注如何在有限时间内对链路的高效利用。Saratoga协议针对的是特定场景下的卫星通信，需要预先知道链路条件，因而对于可用带宽未知、往返时延(RTT)不确定的星地链路并没有很好的支撑作用。

综上所述，上述传统方式存在以下问题：

1、针对场景过于复杂或者过于单一，并不适用于常见的星地链路。

2、使用的差错控制模式并不能及时对丢失的数据进行重传，文件传输时间较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够提高文件传输性能和传输可靠性的面向星地链路的文件传输方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种面向星地链路的文件传输方法，其步骤为：

S1：链路探测阶段；发送端对链路的可用带宽和往返时延RTT进行估计；

S2：稳定发送阶段；发送端依据步骤S1的结果保持发送速率接近于可用带宽，并使用负确认重传机制完成数据的可靠传输。

作为本发明的进一步改进：在链路探测阶段，发送端动态调整发送速率进行多轮探测，通过观察每一轮探测中探测包的往返时延RTT是否呈现出明显的递增趋势来判断当前发送速率是否大于可用带宽；当可用带宽的估计值精确到预设范围内时，结束探测。