空天網(wǎng)絡(luò)TCP擁塞控制技術(shù)研究.pdf

1、空天網(wǎng)絡(luò)是包括高空平臺、中低軌衛(wèi)星、靜止軌道衛(wèi)星在內(nèi)的綜合空間通信網(wǎng)絡(luò)，具有通信覆蓋范圍廣、頻譜資源豐富和不受地形條件限制等優(yōu)點，適用于全球范圍內(nèi)通信和緊急通信等場景。利用空天網(wǎng)絡(luò)進行可靠業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枨笕找嬖黾?。如何針對空天網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一套可靠的高效的同時又能保證各連接傳輸公平性協(xié)議成為研究的熱點。TCP是地面網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最為廣泛的可靠傳輸協(xié)議，并且在地面網(wǎng)絡(luò)中具有很高的TCP傳輸效率。但是，相對于傳統(tǒng)的地面網(wǎng)絡(luò)來說，空天網(wǎng)絡(luò)傳輸時延長，鏈路誤

2、碼率高，星上處理資源受限，這些特性使得在空天網(wǎng)絡(luò)中進行可靠傳輸面臨傳輸效率低下和帶寬分配不公平問題。因此，本文根據(jù)空天網(wǎng)絡(luò)的特點，針對現(xiàn)有的TCP擁塞控制算法進行優(yōu)化改進使之能夠適應(yīng)空天網(wǎng)絡(luò)，提高傳輸層的傳輸效率并保證傳輸公平。
　　本文針對現(xiàn)有的提高 TCP傳輸效率的研究成果的不足，結(jié)合空天網(wǎng)絡(luò)的特點，分別設(shè)計了基于預(yù)測調(diào)整的慢啟動和丟包區(qū)分的擁塞控制算法?；陬A(yù)測調(diào)整的慢啟動算法的設(shè)計思想是在慢啟動開始階段采用較大的發(fā)送窗和增

3、長速度以及合理的慢啟動閾值。隨著發(fā)送窗口的增長，根據(jù)當(dāng)前的可用帶寬以及所處的慢啟動階段對發(fā)送窗口進行相應(yīng)的調(diào)整，使之能夠快速而平穩(wěn)地進入擁塞避免階段。此外，對于空天網(wǎng)絡(luò)的高誤碼環(huán)境帶來的傳輸效率低下問題。本文結(jié)合ECN和RE D，根據(jù)發(fā)送端接收到AC K的種類及數(shù)量進行丟包和擁塞區(qū)分，算法實現(xiàn)簡單，可以很好地對擁塞和誤碼進行區(qū)分，使發(fā)送窗口快速達到并穩(wěn)定在較高的發(fā)送速率，從而提高傳輸效率。
　　同時，空天網(wǎng)絡(luò)中存在長短時延業(yè)務(wù)共享

4、瓶頸鏈路情形，此時，短時延業(yè)務(wù)競爭帶寬能力強，長時延業(yè)務(wù)競爭帶寬能力差，最終造成帶寬分配不公。因此本文提出了雙參數(shù)調(diào)節(jié)的保證公平兼顧效率的擁塞控制算法。算法利用每個連接各自的時延對競爭帶寬的能力進行初步調(diào)整，利用數(shù)學(xué)方法建立 TCP傳輸模型，結(jié)合最優(yōu)的公平和效率計算公式獲得理論最佳傳輸參數(shù)進一步對每個連接的發(fā)送窗口進行調(diào)整。從而，在保證每個連接公平共享帶寬的同時兼顧傳輸效率。
　　最后，利用 NS2構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境，驗證了基于預(yù)