卫星宽带通信系统

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1、第8章卫星宽带通信系统目录一、概述二、卫星宽带通信系统结构三、卫星TCP技术四、卫星IP技术五、国外卫星宽带通信系统参考文献ZhiliSun.SatelliteNetworkingPrincipleandProtocols.JohnWiley&Sons,Ltd.,2005陈振国等.卫星通信系统与技术.北京：北京邮电大学出版社，2003DOUGLASE.COMER著，林瑶等译.用TCP/IP进行网际互连.北京：电子工业出版社，1998Chotikapong,Y.;Sun,Z.EvaluationofApplica

2、tionPerformanceforTCP/IPviaSatelliteLinks.SatelliteServicesandtheInternet,IEESeminaron17Feb.2000,Page(s):4/1–4/4.一、概述随着人类社会对信息需求的不断增长，对Internet网络依赖性的不断提高，Internet业务和宽带综合业务已经逐步取代传统的低速话音和数据通信，成为通信网络中的主要业务Internet业务和宽带综合业务也自然地成为了卫星通信当前迅速发展的应用领域卫星宽带通信系统的特点及功能特点传

3、输速率高，如吉莱特（Gilat）公司与微软等合作推出的利用双向VSAT实现的Internet接入服务，能提供下行40Mb/s，上行153.6Kb/s的数据速率（但个人用户只能获得下行400Kb/s、上行56～100Kb/s的速率）为了独立于地面网络，多数卫星宽带通信系统使用微波或激光星间链路实现卫星互连，构成空间骨干传输网络由于卫星链路的传输损耗大，在高速传输情况下，要求用户使用具有较大口径的天线。因此，短时间内卫星宽带系统将无法支持手持终端移动中的高速通信。功能为用户或用户群提供Internet骨干网的高速接

4、入作为骨干传输网络，连接不同地理区域的Internet网络运营商西欧卫星转发器（36MHz）数目的供求情况转发器需求业务19951997199920042009传统语音和数据177223298204163Internet中继0017.1147200Internet接入00.49.913143电视和视频5275285859641207二、卫星宽带通信系统结构交互式卫星宽带Internet接入系统结构非对称卫星宽带接入系统结构卫星宽带骨干传输系统结构三、卫星TCP技术几个概念：（1）往返延时RTT发送端从开始发送数

5、据到它收到来自接收端的应答，所需时间为信息传输的往返延时。（2）连接容量（或带宽延时乘积）发送端在接收到返回的应答信息之前所能发送的最大数据量，它受到接收窗口(接收窗口为带宽延时乘积)的限制。连接容量=带宽RTT（3）长粗管道对于给定的最大窗口尺寸(带宽延时乘积)，大的往返延时将限制连接带宽(即传输速率)，通常把带宽延时乘积较大的数据连接称为“长粗管道”。TCP协议特点►面向连接的、端对端、进程对进程的可靠传输协议，为用户提供字节流传输服务►基于不可靠的IP服务来提供可靠的数据传输，采用了端对端流量控制、拥塞

6、控制和差错控制机制来保证服务的可靠性►使用滑动窗口协议来实现端对端流量控制►使用慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复算法来完成拥塞控制►使用确认信息包、定时器和重传机制来实现差错控制（一）TCP概述1、滑动窗口协议►接收端公告窗口即是发送滑动窗口，是接收端通告发送端的窗口大小数值2、拥塞控制机制►TCP拥塞控制策略是在20世纪80年代后期由VanJacobson提出►TCP的拥塞控制机制随TCP协议版本的不同而不同，在目前常见的TCP-Reno中，拥塞控制机制由慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传和快速恢复算法构

7、成图7-6慢启动-拥塞避免算法中CWND变化示意图3、慢启动/拥塞避免机制例题1按照图7-6所示的慢启动－拥塞避免算法，假设TCP在一条往返延时为100ms的移动卫星链路上传输一个400KB的文件。如果TCP发送的报文段大小为1KB，则：（1）发送完该文件需要用多少RTT？（2）此次传输的有效吞吐量是多少？解：（1）传输完400KB大小的文件，需要用RTT数为24（2）此次传输的有效吞吐量为：（400×8）/（24×0.1）=133.3(Kbps)例题2假设TCP在卫星通信链路上实现一个扩展：允许窗口大小远大于

8、64KB。假设你正用这个扩展TCP在一条往返延时为100ms的1Gbps移动卫星链路上传送一个10MB的文件，而且TCP接收窗口为1MB。如果TCP发送的报文段大小为1KB，在网络无拥塞、无分组丢失的情况下：（1）当慢启动打开发送窗口达到1MB时，用了多少RTT？（2）发送该文件用了多少RTT？（3）如果发送文件的时间由所需的RTT的数量与链路延迟的乘积给出，这次传输的有效吞吐量是多少