1.一种深空通信中基于随机线性网络编码的接触图路由方法,其特征在于,所述方法包括有如下步骤:S1:源节点对需要发送的数据包采用随机线性网络编码进行处理,并根据链路状态信息限制发送的编码包个数;S2:源节点根据预知的接触图选择多条链路不相交路径,并将编码包在多条路径上传输;所述多径寻路的具体操作如下:S21:当有数据要发送时,建立源节点至目的节点的多条链路不相交的路径;S22:源节点根据预知的网络拓扑信息构造反映节点间关系的接触图;S23:源节点基于节点的接触图采用时变的Dijkstra算法计算出当前时刻满足容量约束关系的最早到达路径,并将该路径记为β 1 ;S24:源节点删除接触图中所有路径β 1 上的链路,再基于删除后的接触图采用时变的Dijkstra算法计算最早路径β 2 ,直到计算出源节点到目的节点的前β条最早路径或者删除后的接触图不再构成源节点至目的节点的路径;S241:当源节点选出前β条最早到达的链路不相交路径之后,需要对原始数据包进行随机线性网络编码操作,并将编码包在选出的β条路径上传输;S242:将要发送的文件平均分割成大小相同的多个数据段,每个数据段内包含k个数据包,并将每一个数据段内的k个数据包从第一个数据包起依次编号为1,2,3,L,k;每次发送数据前,需要对链路丢包率进行预测以确定发送的编码包个数;所述步骤S242中根据链路丢包率与原始数据包个数k确定节点发送的编码包数的步骤如下:S2421:采用公式(1)预测信道的丢包率P;其中,P 1 为最近一次反馈的某一跳链路丢包率,P 2 为该跳上次反馈的链路丢包率,λ为可调节参数,取值范围为(0,1);P=(1-λ)P 1 +λP 2 (1);S2422:根据公式(2)计算源节点的发送冗余ε,其中ε′为控制节点编码冗余的参数,取值范围为(0,1);随着丢包率的增大,发送冗余逐渐增大;S2423:由公式(3)即可得到节点发送的编码包个数;S3:在入度大于1的中间节点处对接收的数据包直接转发,并进行重编码后再转发;S4:目的节点接收到一定数量的数据包后进行解码预判,将不能成功解码的数据包反馈给上一跳节点集,上一跳节点集优先发送有助于目的节点解码的编码包,使目的节点能快速解码,降低传输时延。
2.如权利要求1所述的深空通信中基于随机线性网络编码的接触图路由方法,其特征在于,还包括有:S243:源节点根据链路丢包率确定需要转发的编码包个数后,采用随机线性网络编码对同一数据段内的k个原始数据包进行编码迭代;S244:从有限域GF(2 i )中随机选取N组由k个编码数组组成的本地编码向量,记为g i1 ,g i2 ,g i3 ...g ik ,把k个原始数据与编码向量通过随机线性组合成N(N>k)个新的编码数据包Y 1 ,Y 2 ,…,Y N ,编码过程如公式(4)所示:S245:编码之后源节点再将组标识及编码向量添加至编码数据包包头后组合发送;S246:源节点发送完一个数据段的编码包之后进入等待状态,直到收到下一跳节点集的反馈信息;S247:当源节点收到重传信息时,源节点将重传信息中的丢包率信息提取出来更新链路的丢包率,并重传丢失的编码包;S248:当收到下一跳节点集接收成功的消息时,则开始对下一个数据段的数据进行编码之后再传输,直至传输完所有数据段的数据包。
3.如权利要求1所述的深空通信中基于随机线性网络编码的接触图路由方法,其特征在于,所述步骤S3包括有:S31:为降低编码包之间的线性相关性,在入度为1的中间节点处进行重编码;S32:判断该中间节点判断接收的编码包是否与本节点缓存中的编码包线性无关,丢弃线性相关的数据包;S33:中间节点收到上一跳节点发送的具有相同组标记的m个不相关编码包后,采用与源节点类似的编码方法对接收的m个编码包重编码;S34:根据链路丢包率信息确定节点的发送冗余ε,并发送如公式(5)所示的N'个编码包给下一跳节点;S35:将接收的编码包结构中的编码系数更新为新的编码向量后再转发。
4.如权利要求1所述的深空通信中基于随机线性网络编码的接触图路由方法,其特征在于,所述步骤S4还包括有:S41:假如t时刻目的节点接收的编码包为P 1 ,P 2 ,P 3 ,其组成如下公式(6)、(7)及(8)所示:P 1 =α 11 X 1 +α 12 X 2 (6);P 2 =α 21 X 1 +α 22 X 2 +α 23 X 3 (7);P 3 =α 32 X 2 +α 33 X 3 +α 34 X 4 (8);其中,X 1 ,X 2 ...表示原始数据包,α ij 表示第i个编码包从有限域中随机选取的原始数据包X j 的编码系数;S42:由P 1 ,P 2 ,P 3 生成的编码系数矩阵如下公式(9)所示:S43:若目的节点再收到如公式(10)所示编码包P 4 后,P 4 =α 41 X 1 +α 42 X 2 +α 43 X 3 +α 44 X 4 (10);则目的节点能译码出X 1 ,X 2 ,X 3 ,X 4 ;S44:若目的节点收到公式(11)所示编码包P 5 时,P 5 =α 53 X 3 +α 54 X 4 +α 55 X 5 +α 56 X 6 (11);则此时不能解码出原始包X 1 ,X 2 ,X 3 ,X 4 。
5.如权利要求1所述的深空通信中基于随机线性网络编码的接触图路由方法,其特征在于,还包括有采用Matlab软件对节点不相交K最短路径与MRANC路由方法分别从投递率、冗余度以及传输时延三方面进行比较。