高误码卫星网络的传输控制机制研究

admin · 发表于 2022-9-19 22:03:58

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卫星通信网络作为一种重要的通信手段，具有良好的全球/区域覆盖能力；良好的可移动性；良好的可扩展性，使得其成功地应用于全球话音业务、电视转播业务和数据传输业务等各个方面。TCP/IP协议是当前Internet中最为广泛使用的协议，但空间通信中存在的高误码率、长往返时延、非对称信道、间歇性链路中断等题目，使得其直接应用于卫星通信网络时性能不理想，阻碍了在卫星数据传输中的应用。因此在卫星通信网络中采用改进的TCP/IP协议以克服卫星网络的特性对其传输性能的影响是当前研究的热点。针对空间通信中的题目空间数据系统咨询委员会在标准的TCP协议的基础上提出了空间通信传输协议SCPS-TP。本文研究了SCPS-TP协议技术框架及其采用的选择否定重传、Vegas等关键技术；在OPNET网络仿真软件中对SCPS-TP协议的拥塞控制机制、差错控制机制、延时ACK机制、令牌桶速率调节机制、导头压缩算法、链路中断处理机制等进行了设计实现。比较分析了SCPS-TP协议与标准TCP协议在星地链路中的吞吐率及时延性能，得出SCPS-TP在高误码率及大时延空间测控通信环境下的性能比TCP要明显优越，更适合于高误码、大时延的空间测控通信环境。链路层采用自动请求重传的方法可以减少在网络中因链路传输出错丢包而导致TCP吞吐量降低的情况，但是链路层对丢失的数据反复重传引起某些数据包端到端传输时延的剧烈变化，可能导致TCP数据包失序和重传定时器超时，会引起传输层和链路层的重复重传。本文通过链路层与传输层的差错控制信息交互，传输层将TCP数据的序列号通告给链路层，链路层把重传数据帧信息通告给TCP，使TCP能够区分超时与快速重传是否必要从而减少传输层不必要的重传。仿真结果表明，链路层与传输层的差错信息交互能显著提高TCP在高误码环境下的吞吐量，并降低传输时延。

高误码卫星网络的传输控制机制研究

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