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)務需求劇增，但世界上還存在著許多偏遠地區(qū)的用戶無法享受到互聯(lián)網(wǎng)服務的問題。隨著宇航技術(shù)的快速發(fā)展，針對該問題，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)”計劃，旨在通過衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。這促使衛(wèi)星通信系統(tǒng)成為實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的重要基礎(chǔ)設施。
　　衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中采用TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，而針對地面網(wǎng)絡設計的TCP擁塞控制協(xié)議并不適用于衛(wèi)星網(wǎng)絡。這是因為其無法保證通信的高效可靠傳輸。針對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的特

2、點，提出適應衛(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)外對衛(wèi)星網(wǎng)絡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，針對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的時延突變和Vegas算法的帶寬競爭力不足的問題，提出一種TCP Vegas-W改進算法。
　　針對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)TCP擁塞控制算法

3、的研究，本文的主要貢獻如下：
　　1、分析衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信鏈路，并通過仿真驗證銥星和泰利迪斯衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)存在普遍的往返時延突變現(xiàn)象，提出一種基于鏈路路徑計算修正往返時延突變的LPC算法。該算法通過計算星間的通信路徑長度并修正往返時延，使得提出的算法在TCP Vegas擁塞控制算法中能消除時延突變現(xiàn)象。
　　2、針對TCP Vegas算法在高動態(tài)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)下存在吞吐量性能下降問題，提出了帶寬估計判決的Vegas-W改進算法。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判決，使得 Vegas算法的帶寬競爭力得到提升，適應Vegas算法在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中的應用。
　　本文采用NS2仿真軟件對所提算法進行仿真驗證。首先仿真驗證了LPC算法能有效消除衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的時延突變。然后把TCP Vegas-W算法和傳統(tǒng)Vegas算法分別與Sack算法共享鏈路進行仿真驗證。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)絡中吞吐量性能提高了40%，有效降低