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卫星链路传输层拥塞控制研究

卫星链路传输层拥塞控制研究

作者：宋宏伟沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的快速发展,网络业务类型和服务数量也在日益增多,地面网络通信带宽不能满足人们的需求。由于卫星网络具有传输距离远,覆盖范围广、通信扩展性高、通信频段宽,不受地域限制等优点,使得卫星通信技术逐渐成为信息传输的重... 详细信息

随着互联网技术的快速发展,网络业务类型和服务数量也在日益增多,地面网络通信带宽不能满足人们的需求。由于卫星网络具有传输距离远,覆盖范围广、通信扩展性高、通信频段宽,不受地域限制等优点,使得卫星通信技术逐渐成为信息传输的重要手段。卫星网络具有数据往返间隔长,高误码率以及双向链路不对称等特点使地面网络传输控制协议不能很好地适应卫星通信网络。针对上述问题,国内外专家和科研学者对传输控制协议进行了深入的研究和改进,让传输控制协议在保持自身优势的基础上,能够克服卫星网络的中的不利因素。首先通过分析传输控制协议的工作原理,以及卫星链路的特性,结合这两方面的因素,总结出当传输控制协议受到卫星链路的影响时,会导致原始的拥塞控制算法因无法准确判断拥塞,使得拥塞窗口具有较大的波动性,降低了链路带宽利用率。针对以上问题,在原始TCP Vegas算法的基础上做出了改进,提出一种能够主动适应链路变化的Vegas＿S拥塞控制算法。Vegas＿S算法主要从三个角度出发,对TCP的工作机制进行调整。首先,添加新的RTT计算机制,代替原来的RTT计算方法,解决了原始Vegas算法因链路不对称,而导致的RTT计算存在不公平的问题,改进后的RTT计算机制能够更准确地计算出链路中的有效时延,从而使得对网络中的拥塞判断更准确。其次,Vegas＿S算法也对卫星往返时延过长引发的一系列问题提供了解决方案,主要内容是在慢启动阶段增加了新的拥塞窗口增长策略以及参数变量,解决了短连接时的带宽利用率低,同时也避免了慢启动后期因窗口增幅过大而引起的突发性拥塞。最后,在拥塞避免阶段进行了改进,增加了带宽判别机制,更准确地预测网络状态,合理调整传输速率,增加算法的稳定性和高效性。选用OPNET软件作为仿真工具,参照实际中的卫星网络环境,搭建了一个仿真模型。通过在不同的网络参数下对Vegas算法和新算法进行对比分析,验证了新算法更适合卫星网络通信环境,新算法能够提高传输稳定性并保持较高的吞吐量。

关键词：卫星链路拥塞控制 Vegas_S算法 OPNET仿真

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基于NS-3的卫星链路TCP仿真研究

计算机工程与应用 2015年第22期51卷 90-94,123页

作者：余腾刘志敏北京大学信息科学技术学院北京100871

卫星通信技术一项重要研究内容是如何在TCP连接下最大限度地利用链路带宽。国内外研究人员对TCP性能改善做了很多研究工作,然而关于如何进行TCP仿真以及如何搭建仿真平台方法研究不多,旨在提供一种通用灵活的卫星链路TCP仿真方法,NS-3... 详细信息

卫星通信技术一项重要研究内容是如何在TCP连接下最大限度地利用链路带宽。国内外研究人员对TCP性能改善做了很多研究工作,然而关于如何进行TCP仿真以及如何搭建仿真平台方法研究不多,旨在提供一种通用灵活的卫星链路TCP仿真方法,NS-3是款全新的优秀的网络仿真软件,通过在NS-3仿真软件上搭建卫星链路仿真场景,进行卫星链路的TCP拥塞控制算法仿真;通过将NS-3与linux内核模块结合,仿真分析了linux内核中的11种TCP拥塞控制算法。以此提供了一种基于NS-3搭建TCP连接的仿真方法,可根据此方法仿真卫星链路的TCP连接,同样也可进行其他场景的TCP连接仿真分析。仿真结果证明了提供方法的正确性和有效性。

关键词：卫星通信卫星链路 NS-3仿真 TCP协议拥塞控制 TCP加速

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用于卫星链路的自适应级联码研究

电讯技术 2004年第5期44卷 45-49页

作者：翁木云庞宝茂陈长兴唐剑空军工程大学陕西西安710077

在Ka频段卫星通信系统中,自适应纠错编码是一种很好的抗衰减措施。本文首先分析了抗衰减措施对自适应纠错编码的要求,提出了用RS码作外码、基于1/2卷积码的可变码率收缩码作内码加交织器构造自适应级联码,并对其原理和性能进行了详细分... 详细信息

在Ka频段卫星通信系统中,自适应纠错编码是一种很好的抗衰减措施。本文首先分析了抗衰减措施对自适应纠错编码的要求,提出了用RS码作外码、基于1/2卷积码的可变码率收缩码作内码加交织器构造自适应级联码,并对其原理和性能进行了详细分析。仿真表明该自适应级联码编码增益变化范围可达3～12dB以上,适用于卫星下行链路的自适应纠错编码抗衰减对策。

关键词：级联码纠错编码卫星链路自适应编码增益交织器衰减外码内码细分

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基于卫星链路的远程管理控制系统的设计

现代雷达 2003年第12期25卷 29-31页

作者：刘传保南京电子技术研究所南京210013

利用卫星网络的TCP/IP技术 ,设计一种高度自动化的遥感地面接收站的远程管理控制系统 ,并讨论了网内数据传送的控制流程。

关键词：卫星链路 TCP/IP 远程管理控制系统分布式控制远端侦收站

卫星链路雨衰估算数据准备详解——Step By Step

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卫星与网络 2015年第1期 66-73页

作者：刘军中国卫通集团有限公司

卫星链路雨衰值计算对于很多从事卫星通信人士来说有一定深度和难度，实际上确实有点难度。ITU（International Telecommunication Union，国际电联）推荐的一堆公式让人头大。其实只要踏实下来钻研进去。也没有什么。因为计算公式都是... 详细信息

卫星链路雨衰值计算对于很多从事卫星通信人士来说有一定深度和难度，实际上确实有点难度。ITU（International Telecommunication Union，国际电联）推荐的一堆公式让人头大。其实只要踏实下来钻研进去。也没有什么。因为计算公式都是现成的，并不复杂，关键是找齐数据、理清关系，带入公式计算即可，一般高中水平足矣。

关键词：雨衰估算卫星链路数据准备 Step 详解卫星通信国际电联计算

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卫星链路传输5G业务优化技术应用研究

电子质量 2022年第10期 5-10,16页

作者：王云飞李晓晨王凯张荣超郝晓强郭晓龙航天恒星科技有限公司卫星通信事业部北京100095 中国人民解放军61035部队北京102205

当卫星链路传输5G业务时,用户UDP业务基本不受影响,TCP业务主要表现为下载、上传速率上不去,严重影响用户体验,这主要是因为TCP受带宽延时积的限制,延时越大,传输速率越低。通过分析5G网络用户面GTP协议,针对卫星网络传输大延时和较高... 详细信息

当卫星链路传输5G业务时,用户UDP业务基本不受影响,TCP业务主要表现为下载、上传速率上不去,严重影响用户体验,这主要是因为TCP受带宽延时积的限制,延时越大,传输速率越低。通过分析5G网络用户面GTP协议,针对卫星网络传输大延时和较高误码率等特点,进行GTP协议加速优化技术研究。首先,采用TCP加速技术,解决大延时情况下传输速率低的问题。其次,分析了5G网络用户面使用的GTP协议,包头比较长,可以缩减一些包头字段,对包头进行优化。最后,网络中小包比较多,严重影响传输速率,为此,采用包合并拆分技术,对载荷进行优化,提高小包传输速率。测试结果表明,通过在卫星网络中引入TCP加速网关,在加速网关中进行包头优化和载荷优化,5G业务在卫星链路中能够高效传输。

关键词：卫星链路 5G UDP GTP协议 TCP加速网关

Spoofing技术在卫星链路TCP传输运用研究

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煤炭技术 2010年第11期29卷 146-147,150页

作者：郭伟燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

从卫星链路角度对卫星信道传输TCP协议的几种典型的改进方法进行了比较分析,得出协议欺骗技术是可以相对显著地提高TCP/IP协议性能在卫星通信网中发挥的一种技术。最后通过仿真验证了spoofing技术性能。

关键词： TCP/IP 卫星链路协议欺骗技术

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卫星链路中交叉极化理论和次最佳自适应对消

现代雷达 1981年第1期 135-139+181页

作者： N.J.McEwan M.S.Mahmoud 金鑑民

前言最近,对微波卫星链路上冰粒的交叉极化的重要性已得到重视(1,2),而冰粒的交叉极化几乎完全是由于极化主平面之间的差相移引起的。根据瑞利散射理论,该相移预计同频率成正比,对工作在10千兆赫以上的频率复用系统这将是非常严重的问... 详细信息

前言最近,对微波卫星链路上冰粒的交叉极化的重要性已得到重视(1,2),而冰粒的交叉极化几乎完全是由于极化主平面之间的差相移引起的。根据瑞利散射理论,该相移预计同频率成正比,对工作在10千兆赫以上的频率复用系统这将是非常严重的问题。在4/6千兆赫上雨引起的相移也是一个主要影响。COMSAT的工作人员已在这两个较低的频段上做出了一个具有两个可变参量的自适应对消系统,并作了实验。这个设备在

关键词：交叉极化分辨度卫星链路差相移

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卫星链路中TCP传输性能仿真与分析

电子工程师 2008年第12期34卷 25-28页

作者：叶青娣金陵科技学院江苏省南京市210001

卫星信道与地面有线信道具有不同的特点,当TCP协议直接应用于卫星链路上时,其吞吐量等性能会受到影响。针对卫星链路的特点,文中分析了卫星链路中TCP协议存在的主要问题,使用NS2仿真软件,建立了仿真模型,并在给定的仿真环境下得出了一... 详细信息

卫星信道与地面有线信道具有不同的特点,当TCP协议直接应用于卫星链路上时,其吞吐量等性能会受到影响。针对卫星链路的特点,文中分析了卫星链路中TCP协议存在的主要问题,使用NS2仿真软件,建立了仿真模型,并在给定的仿真环境下得出了一些结论。卫星链路具有时延大、误码率高等特点,仿真结果说明了当数据大小一定时,比特误码率越高,系统吞吐量越低,引起的丢包率越高;时延(往返时间)越长,系统吞吐量越低。最后,分析比较了优化TCP的运行参数、修改TCP控制机制、分割连接技术等卫星链路TCP协议的主要解决方案。

关键词：卫星链路 TCP 仿真吞吐量