民航移動通信網(wǎng)絡(luò)TCP擁塞控制策略研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，民用航空飛機(jī)的機(jī)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)接入初現(xiàn)端倪。目前，民航飛機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)接入采用兩種方式：一是通過地基基站直接接入地面網(wǎng)絡(luò)（地空網(wǎng)絡(luò)）；二是跨洋或極地等飛行時(shí)通過同步衛(wèi)星中繼后接入地面網(wǎng)絡(luò)（衛(wèi)星中繼網(wǎng)絡(luò)）。由于民航移動通信網(wǎng)絡(luò)具有時(shí)延抖動大，丟包率高以及衛(wèi)星中繼的大時(shí)延特性，民航移動通信網(wǎng)絡(luò)中TCP性能明顯下降，影響用戶體驗(yàn)和機(jī)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)接入的發(fā)展。
　　本文將民航客機(jī)移動通信網(wǎng)絡(luò)作為互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)子網(wǎng)進(jìn)行考慮，針對同步

2、衛(wèi)星中繼和地空網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，提出了公平性和適應(yīng)性較好的TCP Hybrid-Hybla解決方案，解決了航空網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)和飛機(jī)移動性所帶來的傳輸性能下降問題，提高了TCP在航空移動網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率。論文的主要工作：
　　①針對飛機(jī)在地空網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星中繼網(wǎng)絡(luò)間存在切換以及各自網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了基于時(shí)延的鏈路切換判斷方法，發(fā)送端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型選擇與之相適應(yīng)的TCP擁塞控制策略。
　　②當(dāng)飛機(jī)通信鏈路切換到不同網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，提出自適應(yīng)地

3、進(jìn)行TCP參數(shù)調(diào)整（超時(shí)閾值RTO、接收窗口大?。?，以避免假超時(shí)和接收窗口受限對TCP性能的影響。
　?、坩槍Υ髸r(shí)延帶寬下慢啟動階段指數(shù)增長造成的過度突發(fā)引起嚴(yán)重的丟包問題，提出了自適應(yīng)慢啟動退出機(jī)制避免慢啟動造成嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)擁塞，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。
　?、茚槍πl(wèi)星和地空信道的高誤碼率特性導(dǎo)致丟包嚴(yán)重的問題，引入了基于時(shí)間戳的可用帶寬估計(jì)算法（TABE）對鏈路可用帶寬進(jìn)行估計(jì)，達(dá)到快速恢復(fù)的目的，同時(shí)對TABE在擁塞退避上過

4、于保守的問題，提出了TABE估計(jì)參量衰減機(jī)制，達(dá)到提高傳輸速率和避免擁塞的平衡，增強(qiáng)了算法的實(shí)用性和合理性。
　　通過OPNET仿真平臺，仿真了TCP Hybla的性能優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，并同TCP Hybrid-Hybla做了對比仿真，結(jié)果顯示，改進(jìn)算法能有效解決TCP Hybla存在的問題。在航空移動網(wǎng)絡(luò)場景中進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)顯示，TCP Hybrid-Hybla方案在TCP Hybla方案的基礎(chǔ)上吞吐量性能提升約32％