一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法，首先，首先，源节点将数据包拆分为大小相等的M个数据包，M个数据包有相同组号，采用随机线性编码将其编码后转发；中间节点收到一个新数据包时与原先缓存的同组数据包进行重新编码并转发；目的节点，则收到m个数据包后解码获得相应信息。在节点转发编码包时，首先依据下游节点时延信息为其分配优先级，然后在数据包转发时依据其优先级及其它信息为其动态分配转发概率，数据包通过某一下游节点转发时会有失败概率，本发明专利技术依据失败概率会以一定概率进行“补偿转发”，提高数据包的成功投递率。本发明专利技术对网络突发状况具有良好的动态适应性，在较低冗余的情况下保证较高的数据包成功交付率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法
本专利技术涉及一种分布式动态多径路由方法，特别是一种应用于低轨信息网的分布式动态多径路由方法，属于卫星通信领域。
技术介绍
作为未来空间信息传输网络的重要组成部分，卫星通信网将与各种地基通信网合为一体，为不同的用户提供无处不在的全球通信服务。其中，低轨卫星网络由于轨道高度低，具有天地时延小、终端实现简单等优势而备受关注。但低轨道卫星网络拓扑动态变化、星间链路传输误码大，导致大量丢包，难以提供高效可靠的信息传输服务。因此，设计高效稳定可靠的路由协议一直是低轨道卫星网络的研究热点。早期研究，主要针对卫星拓扑变化规律，给出有效的单径路由算法，但这些算法并不能很好解决星间链路丢包(由于误码或切换导致的丢包)带来的传输不可靠问题。相对于单径路由，多径路由技术在带宽有效使用、拥塞控制、传输可靠等方面都有其独特的优势，是提高动态网络传输可靠性的有效手段。因此，一些学者也开始将多径路由应用于卫星网络，例如，卫星多径路由协议——CEMR(CompactExplicitMulti-pathRouting)、动态按需多径路由算法等。但现有方法大都是基于集中式路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法，其特征在于每个节点i接收到数据包之后，执行如下步骤：(1)、判断接收到的数据包中的目的节点d是否为本节点i第一次收到的发往该目的节点d的包，如果是，则转入步骤(2)，如果不是，则转入步骤(3)；(2)、生成面向该目的节点d的下游转发节点信息表，进入步骤(3)；所述下游转发节点信息表包括以该目的节点d作为目的节点，节点i发往邻居节点j'的最大发送队列长度Q

【技术特征摘要】
1.一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法，其特征在于每个节点i接收到数据包之后，执行如下步骤：(1)、判断接收到的数据包中的目的节点d是否为本节点i第一次收到的发往该目的节点d的包，如果是，则转入步骤(2)，如果不是，则转入步骤(3)；(2)、生成面向该目的节点d的下游转发节点信息表，进入步骤(3)；所述下游转发节点信息表包括以该目的节点d作为目的节点，节点i发往邻居节点j'的最大发送队列长度Qmax(j')、平均发送队列长度Qavg(j')、节点i经由邻居节点j'到达目的节点d的最短路径传输时延Dmin(j',d)和从节点i到下游转发节点列表中每个邻居节点j'的转发概率Pj'，所述j'∈CT，CT为节点i的邻居节点中满足条件：Dmin(j',d)<D的邻居节点号的集合，所述D为预设的最大时延门限，且下游转发节点信息表按照Dmin(j',d)由小到大的顺序排列，且转发节点信息表自建立之后，按照固定的周期Δt，实时调整下游转发节点信息表中集合CT中包含的节点、下游转发节点表中的排列顺序和从节点i到下游转发节点列表中每个邻居节点j'的转发概率Pj'；(3)、提取数据包中的源节点标识、目的节点标识，并与本节点的标识进行比较，如果本节点标识＝数据包中的源节点标识，则进入步骤(4)；如果本节点标识＝数据包中的目的节点标识，则进入步骤(10)；否则，进入步骤(5)；(4)、将收到的数据包拆分为一组大小相等的M个子数据包Xm,m＝1,2,...,M，所述M为整数，M≥1，当数据包不能被M整除时，将最后一个子数据包进行补零以凑足长度，令N＝M，进入步骤(6)；(5)、接收编码子数据包并且缓存，当接收到至少N'个相同组标识的编码子数据帧时，舍弃每个编码子数据包帧头，得到其中的N'个子数据包：Xn,n＝1,2,...,N'，所述M/3≤N'≤M，令N＝N'进入步骤(6)；(6)、采用随机线性网络编码方式将一组N个子数据包Xn,n＝1,2,...,N进行编码，生成N个同等大小的编码子数据包Yn,n＝1,2,...N；(7)、将组标识和编码系数作为帧头，添加到编码子数据包的前面，形成编码子数据帧Y′nn＝1,2,...,N并存储；(8)、根据其下游转发节点列表中从节点i到每个邻居节点j'的转发概率Pj'，将N个编码子数据包分别转发到相应的邻居节点j'；(9)、计算节点i到下游转发节点列表中每个邻居节点j'的失败概率P′j'，并以失败概率P′j'为基础，生成补偿转发概率P”j'，并以该补偿转发概率P”j'将数据包Y′n重发至邻居节点j'；(10)、接收各节点发送的编码子数据包并存储，当收到M个具有相同组标识的编码子数据包时，通过高斯消元法恢复出原始的M个子数据包，没有收到M个具有相同组标识的编码子数据包时，则继续存储等待。2.根据权利要求1所述的一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法，其特征在于所述下游转发节点信息表根据每个节点的传输时延信息表生成，并随传输时延信息表的变化而更新下游转发节点信息表中集合CT中包含的节点及下游转发节点表中的排列顺序，每个节点i的传输时延信息表按照固定的周期Δt维护该节点的传输时延信息表，i∈CS，CS为网络中的所有节点号的集合，所述传输时延信息表包括以网络中每一个其他节点t作为目的节点，节点i发往每个邻居节点j的最大发送队列长度Qmax(j)、平均发送队列长度Qavg(j)和该节点经由每个邻居节点j到达目的节点t的最短路径传输时延Dmin(j,t)，j∈CL，CL为节点i所有邻居节点号的集合,CL∈CS。3.根据权利要求2所述的一种基于网络编码的卫星分布式动态多径路由方法，其特征在于节点i经由每一个邻居节点j到达目的节点t的到达目的节点的最短路径传输时延Dmin(j,t)，j∈CL的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵黎晔，李延东，王韶波，梁巍，马洋，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11