衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)TCP擁塞控制算法研究.pdf

1、目前互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求劇增，但世界上還存在著許多偏遠(yuǎn)地區(qū)的用戶無法享受到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的問題。隨著宇航技術(shù)的快速發(fā)展，針對(duì)該問題，國內(nèi)外多家互聯(lián)網(wǎng)公司正在融資制定“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”計(jì)劃，旨在通過衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。這促使衛(wèi)星通信系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
　　衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而針對(duì)地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的TCP擁塞控制協(xié)議并不適用于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。這是因?yàn)槠錈o法保證通信的高效可靠傳輸。針對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的特

2、點(diǎn)，提出適應(yīng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的 TCP擁塞控制算法已成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)亟待解決的問題。
　　本文首先介紹了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史以及國內(nèi)外對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提出的擁塞控制算法的研究現(xiàn)狀；然后闡述了 TCP協(xié)議的工作機(jī)制以及傳統(tǒng)擁塞控制算法，并分析了TCP Vegas算法在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中存在的問題；最后，針對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)延突變和Vegas算法的帶寬競(jìng)爭(zhēng)力不足的問題，提出一種TCP Vegas-W改進(jìn)算法。
　　針對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)TCP擁塞控制算法

3、的研究，本文的主要貢獻(xiàn)如下：
　　1、分析衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信鏈路，并通過仿真驗(yàn)證銥星和泰利迪斯衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在普遍的往返時(shí)延突變現(xiàn)象，提出一種基于鏈路路徑計(jì)算修正往返時(shí)延突變的LPC算法。該算法通過計(jì)算星間的通信路徑長度并修正往返時(shí)延，使得提出的算法在TCP Vegas擁塞控制算法中能消除時(shí)延突變現(xiàn)象。
　　2、針對(duì)TCP Vegas算法在高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)下存在吞吐量性能下降問題，提出了帶寬估計(jì)判決的Vegas-W改進(jìn)算法。該算

4、法通過結(jié)合LPC算法，并在擁塞避免階段中引入帶寬估計(jì)判決，使得 Vegas算法的帶寬競(jìng)爭(zhēng)力得到提升，適應(yīng)Vegas算法在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。
　　本文采用NS2仿真軟件對(duì)所提算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。首先仿真驗(yàn)證了LPC算法能有效消除衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)延突變。然后把TCP Vegas-W算法和傳統(tǒng)Vegas算法分別與Sack算法共享鏈路進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明Vegas-W相比Vegas算法在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中吞吐量性能提高了40%，有效降低