基于确认机制的卫星网络反向拥塞控制的研究

摘要

随着航天活动、空间探测的迅速发展，人们对在空间以网络的形式进行大数据传输的需求日益增加，而卫星网络以其覆盖面范围广、传输数据量大的特点作为空间网络数据的核心要素，卫星网络通信已经成为人们研究的热点。尤其是空间地面网络天地一体化更是学者研究的重点。目前人们对于卫星网络的高误码率，长延时等特点做了大量的改进，卫星网络带宽利用率提高了很多，然而对于卫星网络正反向链路带宽不对称方面，尤其是对于反向链路的拥塞控制研究的人是很少，这也是提高卫星网络带宽利用率的一个关键点，本文正是基于卫星网络带宽不对称造成带宽利用率不高这个问题展开研究。
　　本文首先介绍了空间控制层协议和传输层协议以及确认机制的研究现状，在此基础上重点介绍了现行的确认机制和拥塞控制算法的特点，并分析了在卫星通信中面临的问题，在卫星网络的反向链路的确认机制上提出了拥塞控制算法TCPW-ISN（TCP Westwood Inverse SNACK），即是在卫星网络的反向端进行拥塞预测和判断，在卫星网络反向端通过SNACK确认机制的变化来对网络中的确认分组作出调整，从而降低了确认包的数量，缓解了网络拥塞情况，在一定程度上提高了卫星网络的带宽利用率。比较适应于空间活动和通信的需求。
　　本文选择在低轨道（LEO）的卫星网络的模型上对TCPW-ISN算法进行建模仿真，使用OPNET软件搭建仿真平台，通过建立网络层，节点层和进程层的拓扑结构的方式，利用参数的变化，进行动态的仿真。同时评估仿真结果的每一项性能指标，对于往返时延，误码率等指标分别进行验证和对比，得出在不对称的卫星网络的反向端添加反向拥塞控制能够在一定程度上提高卫星网络的带宽利用率的结论。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文的研究内容和组织结构

第2章 对卫星网络传输层协议的研究

2.1 卫星通信的特殊性与传输层协议的改进

2.2 SCPS-TP协议介绍

2.3 确认机制

2.4 拥塞控制算法

2.5 TCP Vegas算法的改进

2.6 本章小结

第3章 TCPW-ISN拥塞控制算法

3.1 TCPW-ISN算法的提出

3.2 TCPW-ISN算法的设计思想

3.3 本章小结

第4章 TCPW-ISN算法仿真与性能测试

4.1 OPNET软件的介绍

4.2 卫星网络反向拥塞控制仿真

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢