一种基于网络编码的卫星网络可靠组播方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要设及到卫星网络数据传输领域，特指一种基于网络编码的卫星网络可 靠组播方法。
【背景技术】
[0002] 卫星网络具有天然的广播特性、覆盖范围广和拓扑简单等优点，使得其非常适合 组播业务传输。然而，卫星传输链路带宽受限，长时延和高误码特点，使得传统组播传输协 议面临可靠性等难题。组播数据的可靠传输设及到丢失数据的重传，针对卫星网络可靠组 播中的重传问题，主要有=种解决方案。 阳00引 （1)基于传统的自动重传请求（AR曲机制；
[0004] 采用该机制的典型卫星网络可靠组播协议是基于TCP-Peachtree的卫星IP组播 传输协议，该协议把地面网络构造成树形拓扑。在反馈链路中，通过在地面网络构造B+树 ACK，然后将ACK信息聚合到树形拓扑的根节点，由该根节点把汇聚的ACK信息反馈到卫星 来减少重传。然而该协议把设计的重点放在如何在地面网络构造树形拓扑，一旦与卫星相 连的地面网关（地面树形网络的根节点）过多，容易发生"确认风暴"问题。 阳(K)日](2)基于发送窗口编码矩阵机制；
[0006] 针对地面网关过多，容易发生"确认风暴"的问题，有人提出了发送窗口编码矩阵 机制，该机制在卫星设置缓存和重传发送窗口，卫星在收到重传请求后，并不马上重传数 据，而是等待一个重传窗口 W构造最优重传矩阵，根据重传矩阵来构造重传报文，实现重传 次数的最小化。然而运种方案虽然较大程度上减少了重传次数，但是并没有减少反馈报文 的数量，如果组播组成员过大，可能会发生反馈风暴。而且该方案中，卫星需要等待重传窗 口的到来，W构造最优重传矩阵，从而降低了协议的实时性。
[0007] (3)混合ARQ机制；
[0008] 该机制结合了前向纠错技术（FEC)和自动重传请求（AR曲技术，通过使用FEC技 术来减少重传，提高差错恢复的实时性；同时结合ARQ技术保证组播数据传输的绝对可靠 性。但是混合ARQ机制并没有实现结构化的传输。
[0009] 由上可知，传统技术存在的技术问题归纳如下：（1)未能有效避免"确认风暴"问 题；（2)差错恢复的实时性不强问题；（3)未采用结构化传输问题。
【发明内容】
[0010] 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 种能够提高卫星网络组播可靠性、提高传输链路利用率的基于网络编码的卫星网络可靠组 播方法。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0012] 一种基于网络编码的卫星网络可靠组播方法，其步骤为：
[0013] Sl :每k个原始数据包，通过网络编码，组合成一个编码包；k个原始数据包和对应 的编码包组合成一块；
[0014] S2 :对于每一块，组播发送端先发送k个原始数据包，然后发送该k个原始数据包 对应的编码包；
[0015] S3 :组播接收端每接收到一块数据之后，进行检测；如果检测到一个或者多个原 始报文丢失，而编码包未丢失，则通过在本地解码编码包，即可实现丢失报文本地恢复；如 果检测到原始报文有丢失，对应的编码包也丢失，则接收端通过向组播发送端发送NAK反 馈报文，请求重传丢失编码包，接收端正确接收到编码包之后，通过在本地解码该编码包， 即可实现一次重传，恢复多个丢失报文。
[0016] 作为本发明的进一步改进：所述步骤Sl中，所述编码包为k个原始数据包的线性 组合，通过解码就能还原出k个原始数据包。
[0017] 作为本发明的进一步改进：所述步骤S2中，组播发送端采用分块的结构化传输方 式，每块包含k个原始报文和1个对应的编码报文。
[0018] 作为本发明的进一步改进：所述步骤S2中，整个待发送的数据均按块依次发送。
[0019] 作为本发明的进一步改进：所述步骤S3中，接收端的处理包括：
[0020] Sioo :本地恢复阶段；
[0021] 当接收端接收到数据块Bi之后，进入检测状态；如果检测到一个或者多个原始报 文Kj/、o < y < fc +1)丢失，而编码包Ui未丢失，则进入恢复状态； W22] S200 :传统ARQ重传阶段；
[0023] 当接收端接收到数据块Bi之后，进行检测状态。如果检测到原始报文Kf丢失，编 码包Ui也丢失，则进入反馈重传状态，即接收端通过反馈链路向组播源发送反馈报文NAK， 请求重传丢失编码包Ui;当接收端正确接收到编码包U 1之后，转换到恢复状态，即通过在本 地解码Ui,实现一次重传，恢复多个丢失报文；
[0024] S300 :轮询阶段；用于处理上述步骤SlOO和步骤S200之外的情况。
[00巧]与现有技术相比，本发明的优点在于：
[00%] 1、本发明的基于网络编码的卫星网络可靠组播方法，采用结构化的传输方式，提 高了数据传输的逻辑性，降低了数据处理的复杂性。
[0027] 2、本发明的基于网络编码的卫星网络可靠组播方法，采用了本地恢复策略，通过 发送原始报文的冗余编码包实现丢失报文本地恢复，从而提高了差错恢复的实时性，同时 也减少了反馈重传的次数，有效避免了 "确认风暴"的发生。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明方法的流程示意图。
[0029] 图2是本发明在具体应用实例中块结构示意图。
[0030] 图3是本发明在具体应用实例中组播发送端的流程示意图。
[0031] 图4是本发明在具体应用实例中组播接收端状态转换的示意图。
【具体实施方式】
[0032] W下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0033] 如图I所示，本发明的基于网络编码的卫星网络可靠组播方法，步骤为：
[0034] Sl:每k个原始数据包，通过网络编码，组合成一个编码包。k个原始数据包和对 应的编码包组合成一块。
[0035] S2:对于每一块，组播发送端先发送k个原始数据包，然后发送该k个原始数据包 对应的编码包。整个待发送的数据均按块依次发送。
[0036]S3 :组播接收端每接收到一块数据之后，进行检测。如果检测到一个或者多个原始 报文丢失，而编码包未丢失，则通过在本地解码编码包，即可实现丢