[发明专利]一种用于复杂电磁环境下的多链路抗干扰实时传输方法

说明书

本发明公开了一种用于复杂电磁环境下的多链路抗干扰实时传输方法，包括如下步骤：步骤1，对原始信息帧进行网络编码；步骤2，实现链路选择和负载分配。本发明通过将待传输的业务信息数据分段、编码、多链路分配，能够在链路误帧率很高的情况下极大地提升信息交付可靠性和时效性。

技术领域

本发明属于通信网络领域，尤其涉及一种用于复杂电磁环境下的多链路抗干扰实时传输方法。

背景技术

战术通信、工业物联网、移动数据采集等通信环境以无线传输为主且对信息传输的实时性有一定要求。信道环境的高动态、弱连接、开放性等DIL(Dynamic IntermittentLink)特性导致信息传输不稳定、不可靠且易受(自然、敌对)干扰。针对以上问题，可以考虑从抗干扰、多链路传输两个方面综合处理加以解决。如何在这样的通信环境下实现信息的高效实时可靠传输是工业界、学术界研究的一个热点问题。

抗干扰传输技术包含信号层、网络层、信息层等多个层面的处理，通过系统化、体系化的综合运用，达到作战信息在复杂通信环境下可靠传输的目的。信号层的处理手段有跳频、跳时、定向波束、码分多址等空、时、频、码域的处理技术；网络层的处理手段包括报文重传、断点续传、重路由、多路径等处理技术；信息层的处理手段主要对报文进行处理，通过增加一定的冗余提升信息交付的成功率，如应用层的网络编码技术。

多链路传输技术在工业界有较多的案例，如多链路捆绑、负载均衡等，主要目的有两个，一是通过多链路实现带宽聚合形成虚拟宽带链路，提升传输实时性；二是通过多链路实现负载均衡或负荷分担，提升链路或网络利用率。

针对通信干扰环境下的实时传输问题，目前学术界和工业界少有涉及。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于复杂电磁环境下的多链路抗干扰实时传输方法，通过应用层信息分段、编码处理，与物理层、链路层、网络层抗干扰技术一起，形成体系化的抗干扰策略；通过对编码后数据包的优化分配，确保业务信息在最短时间内交付接收端。本发明能够在通信条件极其恶劣的情况下大幅提升信息交付时效性和正确率。

本发明包括如下步骤：

步骤1，对原始信息帧进行网络编码；

步骤2，实现链路选择和负载分配。

本发明中，步骤1包括：

步骤1-1，设原始待传输的数据帧切片为d₁,d₂,…,d_K，d_K表示第K个数据帧，经过网络编码后的数据帧切片为y₁,y₂,…,y_M，y_M表示第K个数据帧d_K的数据帧切片，采用如下编码方案：

其中D＝(d₁ d₂ … d_K)为S×K维矩阵，是待传输的原始数据帧切片的矩阵表示；c_MK是网络编码矩阵第M行、第K列的元素；S表示每个数据帧切片的长度(以字节表示)，K是原始数据帧切片的个数；Y＝(y₁ y₂ … y_M)，Y是接收端经网络编码后的数据帧切片；为K×M维网络编码矩阵，K＜M，每一列对应一次网络编码的线性组合权值向量，且任意K列形成的矩阵在有限域满秩；

步骤1-2，最终接收端只要接收到M个编码报文中的任意K个即能够正确解码原始信息。

本发明中，步骤2包括：

步骤2-1，通过选择算法(Link Selection Algorithm)LSA将链路选择和负载分配问题转化为优化问题；

步骤2-2，对优化问题进行简化处理，得到最优分配。