CN113489645B - 一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器 - Google Patents
一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113489645B CN113489645B CN202110773128.1A CN202110773128A CN113489645B CN 113489645 B CN113489645 B CN 113489645B CN 202110773128 A CN202110773128 A CN 202110773128A CN 113489645 B CN113489645 B CN 113489645B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- link
- user
- transmission data
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 106
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 90
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 15
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/24—Multipath
- H04L45/245—Link aggregation, e.g. trunking
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,获取用户传输数据并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。本发明针对高速网络无法覆盖的广大海域、航空以及野外环境下移动设备的远程通信,并根据卫星通信的链路特点对多条链路添加更加优秀算法,包括前向纠错FEC和趋势曲线预测,实现特殊环境和特定行业的实际需求。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域,特别涉及一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器。
背景技术
随着网络信息技术的飞速发展,网络已经成为社会发展和经济发展的重要保证及必备工具。为了满足飞机在飞行途中与地面的视频通信,居于航空站设备的链路聚合应运而生。由于目前航空站终端设备居于4代海事卫星技术,链路带宽窄(保障带宽384k,最高430k)无法满足用户视频会议的需求。目前视频会议对链路带宽需求最低1Mbps,目前航空站设备每通路最高可达430kbps,最高保障带宽384kbps,实现视频需要至少3路链路聚合。目前可选航空站设备有2台SB800(每台sb800包含2条链路)或者1台sb1600(每台sb1600包含4条链路)。
目前市面上的路由器均为4G聚合路由,功能上是聚合多条4G链路聚合,大多用于高清视频传输。该系统组成方式有聚合路由器和聚合服务器2大部分,其中聚合服务器大多使用云平台主机。而路由器聚合多路4G链路导致了现成产品的使用限制,在无4G覆盖广大海上邻域,野外运用和航空航天环境下无能为力。
现有路由器无法适应卫星通信的低带宽和高延时环境。经实际测试,卫星终端数据延时1000~2000ms不等,现有4G延时基本在50~100ms,实际通信过程中数据丢失严重,通信无法实现。
现有技术中,市面上没有针对航空站卫星链路的聚合路由,无法满足广大海域、航空以及野外环境下移动设备的远程通信需求。
发明内容
本发明提供一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和系统,能够实现对网络安全状态的监测。
根据本发明的一个方面,提供了一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,包括以下步骤:
获取用户传输数据并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;
根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;
采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;
将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
所述动态前向纠错FEC算法具体包括:
将所述用户传输数据根据柯西CRS矩阵进行编码;及根据线性分组码RS矩阵进行解码。
所述将所述用户传输数据根据柯西CRS矩阵进行编码,包括:
构造生成矩阵;所述生成矩阵的前M项为单位阵,后R项为柯西矩阵;
生成冗余数据;将所述用户传输数据的M个原始数据包与生成矩阵做伽罗华域上的矩阵运算,得到N个冗余包;
将所述数据包与冗余包通过所述链路发送。
所述根据线性分组码RS矩阵进行解码,包括:
在生成矩阵里面根据收到的数据包以及冗余包构成生成矩阵的子矩阵,对子矩阵求逆,得到恢复矩阵;
选取接收到所述用户传输数据的数据包以及冗余包与所述恢复矩阵进行伽罗华域上的矩阵运算,求解出丢失的数据包。
所述趋势曲线模型预测算法,包括:
根据所述链路贷款的趋势因素、周期因素和不规则因素检测每条链路的带宽状态;
实时监控多条链路的带宽状态并通过动态编码实时调整编码码率以适应所述链路带宽的波动,发送与所述链路的带宽相适应的传输码率。
所述方法还包括:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
根据本发明的另一个方面,提供了一种基于卫星通信的数据链路聚合路由器,包括:
所述聚合路由器设置于用户端,用于获取用户传输数据,并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
所述聚合路由器还用于:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
根据本发明的另一个方面,提供了一种基于卫星通信的数据链路聚合服务器,包括:
所述聚合服务器设置于卫星通信系统与网络服务系统之间,用于将网络服务器发送给用户的用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
所述聚合服务器还用于:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
采用本发明的技术方案,提出了一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,获取用户传输数据并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
本发明针对高速网络无法覆盖的广大海域、航空以及野外环境下移动设备的远程通信,并根据卫星通信的链路特点对多条链路添加更加优秀算法,包括前向纠错FEC和趋势曲线预测,实现特殊环境和特定行业的实际需求。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中基于卫星通信的数据链路聚合原理流程图;
图2为本发明实施例中基于卫星通信的数据链路聚合方案应用场景示意图;
图3为本发明实施例中平稳带宽的趋势曲线模型预测算法示意图;
图4为本发明实施例中趋势曲线模型预测算法效果示意图;
图5为本发明实施例中CRS矩阵运算原理示意图;
图6为本发明实施例中CRS矩阵编码过程原理示意图;
图7为本发明实施例中RS矩阵解码恢复过程原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
目前的卫星通信,由于通信费用以及终端设备的限制,导致目前卫星设备通信带宽窄、延时大的问题。目前海事卫星居于地球同步卫星进行,对于L波段为主的4代星,普通终端设备通信带宽512kbps,居于ka波段的5代星带宽2-4mbps(终端受雨雪天气影响大)。这些无法满足用户视频会议或高清视频传输需求,本发明实施例将多路设备带宽进行叠加的方式,实现扩容效果,满足用户对视频或高清传输的需求。
本发明各个实施例主要针对普通高速通信网络无法覆盖的广大海域,航空以及野外环境下移动设备的远程通信;并根据卫星通信的链路特点对多条链路添加更加优秀算法,包括前向纠错FEC和趋势曲线预测,实现特殊环境和特定行业的实际需求。
图1为本发明实施例一中基于卫星通信的数据链路聚合流程图。如图1所示,该基于卫星通信的数据链路聚合流程包括以下步骤:
步骤101、获取用户传输数据并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码。
在本发明的一个实施例中,基于如图2所示的应用场景,轮船、飞机等应用用户通过海事卫星以及地面站等连接到专线网络或互联网,再通过聚合服务器连接到地面视频会议中心实现高速的视频会议等应用。为了充分利用海事卫星的带宽,需要对整体的通信链路进行聚合。也就是在用户端设置聚合路由器并通过网络端的聚合服务器联合实现通信链路的聚合。
整个系统的数据主要在由拆分、链路分发、组合3大部分。在整个数据拆分、链路分发、组合过程中,为了适应不同网络链路的带宽和延时差异,在不产生数据丢失情况下尽可能利用个链路带宽,系统加入了先进的FEC差错控制算法。
FEC差错控制算法(前向纠错)是一种差错控制方式,它是指信号在被送入传输信道之前预先按一定的算法进行编码处理,加入带有信号本身特征的冗码,在接收端按照相应算法对接收到的信号进行解码,从而找出在传输过程中产生的错误码并将其纠正的技术;利用数据进行传输冗余信息的方法,当传输中出现错误,将允许接收器再建数据。
传统的一些移动上行方案企图通过整合的方式解决带宽问题,所有的传输通道通过TCP进行多链路数据分配。该方式无法处理在移动和复杂网络环境中持续变化的码流、丢包率和延时等状况,大部分系统只能依赖重传技术如ARQ、HARQ等,显著的增加了系统的延时时间,加重系统负担,这对于居于卫星链路的高延时低带宽更是无法承受的问题。
本发明实施例中FEC提前量根据实时的环境动态变化,系统持续观察实时的数据链接状态并发送足够数量的提前量来保证数据包能被收到而不会产生潜在的丢包,通过高精度预测避免数据重传,有效提升传输效率的同时降低网络延时。本发明实施例可以通过同时最大化使用多个信道传输视频及数据以减轻有限带宽的影响,可以使广播商及用户通过移动互联网络推送大量的数据并得到更好的画面信号。
步骤102、根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量。
在实际使用环境中,各链路的带宽不是恒定不变的,随用户增减变化,卫星信号处理延时的变动,导致每个数据链路的带宽和延时同样出现变动情况。具体如图3所示,为实现平稳带宽的趋势曲线模型预测算法示意图。
需要实时检测带宽并根据历史带宽状态作出适当的预测,调整数据链路分配,并根据实际的带宽走向休整后期预测曲线,逐步预测逐步修正;带宽预测算法主要以“趋势曲线模型预测算法”位核心。
“趋势曲线模型预测算法”在聚合路由中主要考虑3个方面的组成因素,即趋势因素、周期因素和不规则因素,此3个因素相结合提供一个时间序列的确切值,趋势预测主要采用曲线配合的方法,进行时间的外延;由于航空站链路具有延时高、带宽低的特点,时间以秒、分、小时作为多阶分析的时间因数,同时弱化秒单位在趋势分析中的比重。如图4所示,为趋势曲线模型预测算法效果示意图。
趋势曲线模型预测算法实时监控多个网络连接,通过动态编码实时调整编码码率以适应个条网络链路带宽的波动,发送合适的传输码率,避免带宽变动带来的数据丢失。
所述趋势曲线模型预测算法,包括:
根据所述链路贷款的趋势因素、周期因素和不规则因素检测每条链路的带宽状态;
实时监控多条链路的带宽状态并通过动态编码实时调整编码码率以适应所述链路带宽的波动,发送与所述链路的带宽相适应的传输码率。
步骤103,采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输。
带宽的预测不可能完全符合实际情况,当用户业务相对繁忙情况下,带宽占用较满;每条链路带宽变化较大时,难免造成链路数据的丢失。数据丢失后,以往聚合路由器往往采用延时重发数据包形式处理;此方法虽然能够保障数据的有效传输,但是重发机制却导致了数据链路的开销增加;更重要的影响时由于数据传输成功与否依赖聚合服务器的应答,仅在一段时间内未收到应答来确认数据丢失,致使数据一旦丢失将导致传输的临时中断;这中断在用户使用上的体现确是画面的停滞,对于自身延时旧大的卫星传输来说,体验将会更差。
在本发明的一个实施例中,采用UDP协议传输实时信号,为对抗互联网波动,减少重传数据。
步骤104,将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
在本发明的一个实施例中,所述动态前向纠错FEC算法具体包括:将所述用户传输数据根据柯西CRS矩阵进行编码;及根据线性分组码RS矩阵进行解码。
所述将所述用户传输数据根据柯西CRS矩阵进行编码,包括:
构造生成矩阵;所述生成矩阵的前M项为单位阵,后R项为柯西矩阵;
生成冗余数据;将所述用户传输数据的M个原始数据包与生成矩阵做伽罗华域上的矩阵运算,得到N个冗余包;
将所述数据包与冗余包通过所述链路发送。
所述根据线性分组码RS矩阵进行解码,包括:
在生成矩阵里面根据收到的数据包以及冗余包构成生成矩阵的子矩阵,对子矩阵求逆,得到恢复矩阵;
选取接收到所述用户传输数据的数据包以及冗余包与所述恢复矩阵进行伽罗华域上的矩阵运算,求解出丢失的数据包。
在本发明的一个实施例中,将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
在本发明的一个实施例中,根据网络波动情况自适应传输动态的FEC冗余数据,以避免丢包重传带来的额外延时。
前向纠错FEC算法广泛使用在实时音视频领域提升音视频的弱网抗性,只要收到FEC分组内的冗余包和一定数量的数据包,就能根据FEC算法恢复出对应的冗余包。
FEC算法中包含CRS矩阵编码和RS矩阵解码恢复。CRS矩阵算法中,RS编码只是一种应对擦除的编码,也就是应对数据块丢失的场景,并且我们是知道哪一块丢失的,然后我们可以通过冗余信息把丢失的数据块找回来。CRS指的是Cauthy RS,其中用到了柯西矩阵,一般需要在GF(2^8)伽罗瓦域上进行运算。具体计算过程,如图5所示。
具体的CRS矩阵编码过程如图6所示,其中,编码输出矩阵的M行为原始数据,因此编码矩阵的前M行必须是一个M*M的单位阵,后N行要满足在编码矩阵M+N行中随便选择M行组成的子矩阵都是可逆的,柯西矩阵以算法复杂度较低被选中。矩阵的运算都是逐字节进行的,而单个字节能够表示的范围为0~256,如果直接进行矩阵运算得到的结果肯定会超过单个字节的上限,因此要把矩阵运算放到GF(2^8)伽罗瓦域上进行计算。
构造生成矩阵:生成矩阵前M项是一个单位阵,后R项是一个柯西矩阵(便于求逆)。
生成冗余数据:将M个原始数据包与生成矩阵做伽罗华域上的矩阵运算,即可得到N个冗余包。
将数据包与冗余包通过网络发送,FEC恢复最多带来(M+1)个数据包间隔。
数据在网络中传输发生丢包,只要丢失的包个数小于N,就可以通过CRS恢复原始数据。
RS矩阵解码恢复过程如图7所示,其中,
接收端收到数据包后,检测到编码输出数据包中前M个包中有数据包丢失,只要丢失的包不超过冗余包个数N,就可以从收到的数据包和冗余包里选出M个数据包,当然这M个数据包对应编码矩阵中的M行,只要从编码矩阵中选出来的M行组成的可逆,就可以计算出丢失的数据。
求解恢复矩阵:在生成矩阵里面根据收到的数据包以及冗余包,(填充丢失数据包的位置)构成生成矩阵的子矩阵,对子矩阵求逆,得到恢复矩阵。
数据包恢复:选取收到的数据包以及冗余数据与恢复矩阵进行伽罗华域上的矩阵运算,求解出丢失的数据包。
数据恢复的关键步骤在于矩阵求逆,为了降低系统资源,提高算法效率,算法采用时间换空间的方式将生成矩阵与逆矩阵提前计算好。在进行数据恢复时,根据M和N的组合方式找到对应子矩阵,再根据子矩阵找到对应的逆矩阵,大大提高聚合路由器的处理器资源。
为了实现上述流程,本发明技术方案还提供基于卫星通信的数据链路聚合路由器,包括:
所述聚合路由器设置于用户端,用于获取用户传输数据,并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
所述聚合路由器还用于:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
为了实现上述流程,本发明技术方案还提供基于卫星通信的数据链路聚合服务器,包括:
所述聚合服务器设置于卫星通信系统与网络服务系统之间,用于将网络服务器发送给用户的用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
所述聚合服务器还用于:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
综上所述,提出了一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,获取用户传输数据并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
本发明针对高速网络无法覆盖的广大海域、航空以及野外环境下移动设备的远程通信,并根据卫星通信的链路特点对多条链路添加更加优秀算法,包括前向纠错FEC和趋势曲线预测,实现特殊环境和特定行业的实际需求。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取用户传输数据并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;
根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;
采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;
将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,其特征在于,所述动态前向纠错FEC算法具体包括:
将所述用户传输数据根据柯西CRS矩阵进行编码;及根据线性分组码RS矩阵进行解码。
3.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,其特征在于,所述将所述用户传输数据根据柯西CRS矩阵进行编码,包括:
构造生成矩阵;所述生成矩阵的前M项为单位阵,后R项为柯西矩阵;
生成冗余数据;将所述用户传输数据的M个原始数据包与生成矩阵做伽罗华域上的矩阵运算,得到N个冗余包;
将所述数据包与冗余包通过所述链路发送。
4.根据权利要求3所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,其特征在于,所述根据线性分组码RS矩阵进行解码,包括:
在生成矩阵里面根据收到的数据包以及冗余包构成生成矩阵的子矩阵,对子矩阵求逆,得到恢复矩阵;
选取接收到所述用户传输数据的数据包以及冗余包与所述恢复矩阵进行伽罗华域上的矩阵运算,求解出丢失的数据包。
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,其特征在于,所述趋势曲线模型预测算法,包括:
根据所述链路带宽 的趋势因素、周期因素和不规则因素检测每条链路的带宽状态;
实时监控多条链路的带宽状态并通过动态编码实时调整编码码率以适应所述链路带宽的波动,发送与所述链路的带宽相适应的传输码率。
6.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合方法,其特征在于,所述方法还包括:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
7.一种基于卫星通信的数据链路聚合路由器,其特征在于,包括:
所述聚合路由器设置于用户端,用于获取用户传输数据,并根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
8.根据权利要求7所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合路由器,其特征在于,所述聚合路由器还用于:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
9.一种基于卫星通信的数据链路聚合服务器,其特征在于,包括:
所述聚合服务器设置于卫星通信系统与网络服务系统之间,用于将网络服务器发送给用户的用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法对拆分后的数据进行编码;根据趋势曲线模型预测算法检测每条链路的带宽状态,并根据所述带宽状态调整每条链路的传输数据分配数量;采用用户数据报UDP协议将所述编码后的用户传输数据分配到所述链路上传输;将接收到的所述用户传输数据根据动态前向纠错FEC算法冗余信息解码。
10.根据权利要求9所述的一种基于卫星通信的数据链路聚合服务器,其特征在于,所述聚合服务器还用于:
将若干条所述链路进行聚合,不同的所述链路传输用户数据拆分后得到的用户传输数据;
将接收到的用户传输数据根据不同的用户进行组合,得到每个所述用户的完整用户数据。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110773128.1A CN113489645B (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110773128.1A CN113489645B (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113489645A CN113489645A (zh) | 2021-10-08 |
CN113489645B true CN113489645B (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=77937519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110773128.1A Active CN113489645B (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113489645B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1481132A (zh) * | 2002-09-04 | 2004-03-10 | 清华同方股份有限公司 | 一种用于卫星数据广播系统的大型文件组播分发方法 |
CN103152652A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-12 | 浙江大学 | 一种基于柯西rs编码的视频帧数据网络传输方法 |
CN105338035A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 苏宁云商集团股份有限公司 | 基于rs纠删码的安全存储方法和装置 |
CN105472477A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-06 | 广州华多网络科技有限公司 | 一种数据传输方法、装置及设备 |
CN107276722A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-10-20 | 北京奇艺世纪科技有限公司 | 一种基于udp的数据传输方法和系统 |
CN109639470A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-16 | 四川安迪科技实业有限公司 | 基于星型组网的vsat卫星通信系统带宽分配方法 |
CN110474815A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-11-19 | 北京达佳互联信息技术有限公司 | 带宽预测方法、装置、电子设备及存储介质 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040092228A1 (en) * | 2002-11-07 | 2004-05-13 | Force Charles T. | Apparatus and method for enabling use of low power satellites, such as C-band, to broadcast to mobile and non-directional receivers, and signal design therefor |
-
2021
- 2021-07-08 CN CN202110773128.1A patent/CN113489645B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1481132A (zh) * | 2002-09-04 | 2004-03-10 | 清华同方股份有限公司 | 一种用于卫星数据广播系统的大型文件组播分发方法 |
CN103152652A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-12 | 浙江大学 | 一种基于柯西rs编码的视频帧数据网络传输方法 |
CN105338035A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 苏宁云商集团股份有限公司 | 基于rs纠删码的安全存储方法和装置 |
CN105472477A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-06 | 广州华多网络科技有限公司 | 一种数据传输方法、装置及设备 |
CN107276722A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-10-20 | 北京奇艺世纪科技有限公司 | 一种基于udp的数据传输方法和系统 |
CN109639470A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-16 | 四川安迪科技实业有限公司 | 基于星型组网的vsat卫星通信系统带宽分配方法 |
CN110474815A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-11-19 | 北京达佳互联信息技术有限公司 | 带宽预测方法、装置、电子设备及存储介质 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
基于数据包分割的多网络链路分流系统及方法;任政等;《数字通信世界》;20170131(第01期);第1-5页 * |
基于混合纠错技术的北斗长报文可靠传输机制设计;张志峰等;《计算机测量与控制》;20180930(第09期);第1-4页 * |
基于设备状态的电力通信业务可靠性分析;沈晗阳等;《2017年"电子技术应用"智能电网会议论文集》;20171231;第1-4页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113489645A (zh) | 2021-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103023813B (zh) | 抖动缓冲器 | |
CN108111434B (zh) | 一种基于可靠udp和喷泉码的航空自组网可靠传输方法 | |
EP3940974B1 (en) | Transmission method and device for data stream | |
CN110943800B (zh) | 数据包的发送方法、装置及系统、存储介质、电子装置 | |
CN107257270B (zh) | 基于混合自动重传请求的数据传输方法及系统 | |
EP2218204B1 (en) | Method and system for data transmission in a data network | |
US20070300134A1 (en) | Data Transmitting Device, Data Receiving Device, and Data Distribution System | |
CN102984090A (zh) | 抖动缓冲器 | |
CN113055285B (zh) | 基于mptcp与网络编码的自适应数据传输方法 | |
Khalaf et al. | Improving video transmission over heterogeneous network by using ARQ and FEC error correction algorithm | |
KR20150045346A (ko) | 이동 통신 시스템에서 멀티미디어 데이터 송수신 방법 및 장치 | |
CN102984091A (zh) | 抖动缓冲器 | |
KR101153520B1 (ko) | 부호화 심볼의 패킷화 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 | |
KR20190133294A (ko) | 일종 미디어 컨텐츠에 기반한 fec 메커니즘 | |
CN106416154A (zh) | 用于在广播和通信系统中发送和接收分组的方法和装置 | |
CN111131179B (zh) | 业务处理方法、装置、网络设备及存储介质 | |
EP3641273B1 (en) | Edge node control | |
US20150006991A1 (en) | Graceful degradation-forward error correction method and apparatus for performing same | |
CN109587488B (zh) | 一种基于率失真优化和丢帧预测的长参考帧的选取方法 | |
EP2826151B1 (en) | Methods and apparatus for maximum utilization of a dynamic varying digital data channel | |
KR102290779B1 (ko) | 멀티미디어 데이터를 송수신하는 방법 및 장치 | |
Soltani et al. | Delay constraint error control protocol for real-time video communication | |
CN113489645B (zh) | 一种基于卫星通信的数据链路聚合方法和路由器、服务器 | |
Sorour et al. | A network coded ARQ protocol for broadcast streaming over hybrid satellite systems | |
CN113301387B (zh) | 数据编解码方法、相关设备及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231108 Address after: 312000, 1st Floor, Office Building, No. 1417 Renmin East Road, Gaobu Street, Yuecheng District, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Weitong Technology Co.,Ltd. Address before: 100011 rear body of Chaoyang District foreign and foreign embassy in Beijing City, No. 1 Patentee before: China Trancomm Technologies Co.,Ltd. |