(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211027206.4 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 苏州空天信息 研究院 地址 215000 江苏省苏州市苏州工业园区 独墅湖大道158 (72)发明人 张文龙　王敦文　沈得金　刘佳兴　 柳玉玲　李乐天　崔凯伦　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 封睿 (51)Int.Cl. H04L 1/18(2006.01) H04L 1/16(2006.01) H04L 69/04(2022.01) H04L 9/40(2022.01)H04L 47/36(2022.01) H04L 47/32(2022.01) (54)发明名称 一种适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传 输保障方法 (57)摘要 本发明提出了一种适用于低带宽、 易损耗自 组网络下的传输保障方法及系统， 包括数据发送 方服务和数据接收方服务两个部分， 数据发送方 服务包括数据业务调度线程、 业务数据通信处理 线程、 链路质量监测线程； 数据接收方服务包括 数据监听线 程、 数据预处理线 程、 数据分发线 程、 业务数据通信处理线程、 链路质量监测线程， 通 过应用层重传、 数据报文排序、 重复报文过滤和 链路自适应控制等手段， 保证数据报文传输至接 收端不重复、 不丢失、 不乱序， 从而实现弱网环境 下的可靠通信传输。 本发明在性能、 扩展性及开 发简易性方面优于同类技 术方案。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115442000 A 2022.12.06 CN 115442000 A 1.一种适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传输保障方法， 其特征在于， 包括数据发送 方服务和数据接 收方服务两个部分， 数据发送方服务包括数据业务调度线程、 业务数据通 信处理线程、 链路质量监测线程； 数据接收方服务包括数据监听线程、 数据预处理线程、 数 据分发线程、 业 务数据通信处 理线程、 链路质量 监测线程， 数据传输过程具体为： 过程1： 数据发送方数据业务调度线程检测到出现待执行业务， 依次创建业务数据通信 处理线程和链路质量 监测线程； 过程2： 数据发送方业务数据通信处理线程初始化环境， 对待执行业务数据进行分片、 压缩和加密预处理， 对处理后的数据进行排序并将序号一同封装入业务数据类型报文， 交 付给IO事件处理器等待传输， 数据报文若需要应答确认则启动定时器， 若超时前未收到确 认报文则进行重传操作； 过程3： 数据发送方链路质量监测线程负责封装链路质量监测类型数据报文， 交付给IO 事件处理器实时探测链路状态， 采集链路实时延迟关键数据、 探测最大有效荷载、 计算丢包 率， 并同步给重传机制和链路自适应控制； 过程4： 数据业务接收方后台常驻的数据监听线程， 监听到IO事件处理器接收到的数 据； 过程5： 数据接收方首先经过数据预处理线程对数据进行排序和过滤， 将序号重复的报 文过滤丢弃， 同时按照序号将数据依序共享给 给数据分发线程； 过程6： 数据分发线程收到数据报文， 读取数据报文类型， 分发给对应的处理线程， 数据 报文类型有业 务数据类型和链路质量 监测类型两种； 过程7： 若为业务数据类型则分发给业务数据处理线程， 由业务数据处理线程解封装数 据报文， 取出数据域并进行解压缩、 解密操作从而获取原始数据， 存储或上报原始数据； 若 为链路质量监测类型报文则分发给链路质量监测线程完成解封装、 解压缩、 解密操作， 取出 原始数据； 过程8： 数据接收方业务数据处理线程处理完数据报文后， 如需进行确认操作， 则将封 装应答报文交付给IO事 件处理器等待传输 。 2.根据权利要求1所述的适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传输保障方法， 其特征在 于， 所述重传机制约定数据发送 方和数据接收方之 间交换的数据报文分为需要应答类报文 和不需要应答类报文两类， 具体过程 为： 数据发送方获取到待执行业务的完整数据， 首先将数据切割并按顺序封装成数据报 文， 此类包含了待执行业务数据内容的报文， 均为不需要应答报文， 此外， 数据发送方会每 间隔N个数据报文插入一个请求确认报文， 该报文中包含了下一个数据报文的序号Sn， 此类 报文均为需要应答类报文， 两类报文组成一次通信业务的全部报文； 数据发送方发送N个数 据报文和 一个请求确认报文称为一个数据 交换阶段， 每次通信业务包含至少一个阶段， 每 一个阶段 数据发送方都会首 先将两类报文 按序存入发送缓存区； 数据发送方遍历发送缓存区， 按序发送报文， 数据接收方接收报文并记录报文序号， 当 发送出去的报文为不需要应答类报文， 则直接继续发送下一个报文， 直到连续 发送N个数据 报文后， 数据发送方发送了请求确认报文， 数据发送方启动定时器， 设定超时时间T， 若超时 前未收到数据接 收方确认的报文， 则重新发送请求确认报文， 依此类推最多重新发送R次， 若超时前收到数据接收方确认的报文， 则情况为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115442000 A 2发送方请求确认报文中包含了下一个阶段报文的起始序号Sn， 数据接收方将本阶段接 收到数据报文的序号记录为集合Gn， 则集合{Sn‑1， Sn‑1+1， Sn‑1+2,……,Sn‑2， Sn‑1}减去集合 Gn得到的差集即为本阶段丢失的报文序号， 将序号封装入确认报文， 回复给数据发送方， 数 据发送方收到确认报文后， 首先解析报文中的丢失序号， 接着遍历发送缓存区， 将未出现在 丢失集合中的报文从缓存区中清空， 然后重新执行本阶段 的发送过程， 直到最后发送缓存 区被清空， 数据发送方 执行下一阶段的发送过程； 重复上述过程直至一 次通信业务数据交换的所有阶段全部完成， 标志着一 次通信业务 完成。 3.根据权利要求1所述的适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传输保障方法， 其特征在 于， 所述对数据进行排序和过 滤， 具体过程 为： 当数据接收方监听到IO输入缓存区出现未读数据， 首先提取未读数据报文头部的标识 ID， 依据标识ID分配或寻找一块中转区， 每块中转区内被划分为N个单元格， 每个单元格内 容纳一个数据报文， 按照报文到 达缓存区顺序将数据报文 写入中转区； 中转区内被写入数据后， 数据接收方将中转区地址及标识ID告知数据预处理线程， 数 据预处理线程获取中转区地址和标识ID后， 首先申请一块散列表结构的内存， 以ID作为此 块内存的索引， 并采用除留余数法作为散列函数， 接着通过中转区地址读取数据报文， 解析 数据报文头部， 获取CRC检验码、 序号、 报文类型等， 然后将通过CRC校验的报文的序号作为 参数代入散列函数获取每一块数据报文在散列 表中的位置， 最后数据报文依据其头部携带 的序号大小顺序存入散列表， 序号相同的数据报文存入同一个位置， 而当落入位置已被占 用， 后来的数据报文被自动过 滤丢弃。 4.根据权利要求1所述的适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传输保障方法， 其特征在 于， 所述链路自适应控制， 具体过程 为： 根据报文实时往返延迟计算出超时等待时间， 并将超时时间同步给重传机制， 重传机 制会根据超时 时间调整需要确认类报文定时器的等待时间； 根据最大有 效负载调整数据报文切片大小， 保证每个数据报文按照 不会被分片的单个 IP层报文划分； 根据数据报文丢包率， 调整数据报文之间的发送间隔延迟时间， 当丢包率提高时提高 数据报文发送间隔延迟时间， 当丢包率有所降低则减少数据报文发送间隔延迟时间， 同时 调整需要确认类报文和不需要确认类报文之间的比例， 当一个发送阶段丢包率达到百分之 N， 若N>X， 则下个阶段减少N ‑X个不需要确认报文， 反之若N<X， 则下一个阶段增加X ‑N个不需 要确认报文， 直到 丢包率维持在X％， 其中X为可设置参数。 5.一种适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传输保障系统， 其特征在于， 基于权利要求 1‑4任一项所述的适用于低带宽、 易损耗自组网络下的传输保障方法， 实现弱网环境下的数 据通信传输 。 6.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时， 基于权利要求 1‑4任一项所述的适用于低带 宽、 易损耗自组网络下的传输保障方法， 实现弱网环境下的数据通信传输 。 7.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行 时， 基于权利要求1 ‑4任一项所述的适用于低带宽、 易损耗 自组网络下的传输保障方法， 实权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115442000 A 3