基于探测机制的卫星链路拥塞控制算法研究

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1、第21卷第5期航天器工程Vo1_21NO．52012年1O月SPACECRAFTENGINEERING87基于探测机制的卫星链路拥塞控制算法研究熊晓将(中国空间技术研究院，北京100094)摘要分析了目前卫星链路拥塞控制算法的研究现状，重点介绍了一种基于探测机制的拥塞控制算法，即通过发送低优先级且不携带有用信息的哑元来探测网络资源的可用性，改进并形成了新的拥塞控制算法。文章对该算法进行了详细分析，并运用OPNET仿真3-具进行了网络仿真，在建立的网络模型中对新旧算法进行了比较。仿真结果表明，该算法能够提高卫星链路TCP连接的初始阶段以及链

2、路出错条件下的吞吐量。关键词卫星链路；拥塞控制；探测机制算法；0PNET仿真中图分类号：TP393文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．05．014ResearchOilCongestionControlAlgorithmforSatelliteLinkBasedonDetectionMechanismXIONGXiaojiang(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Thisarticleanalyzesthere

3、centresearchonTCPcongestioncontrolalgorithmsforsatel—litelink，andintroducesacongestioncontrolalgorithmbasedondetectionmechanism．Thealgo—rithmusesdummysegmentstoprobetheavailabilityofnetworkresourceswithoutcarryinganynewinformationforthesender，andaccordinglyformsnewcongest

4、ioncontrolalgorithms．Be—sidesdetailedanalysisofthenewalgorithm，thisarticlegivesthenetworksimulationandcorn—paresthealgorithmwiththetraditionalone．Simulationresultsshowthatthenewalgorithmcanimprovethethroughputperformanceinthebeginningofanewconnectionandintheconditionoflin

5、kerrorsaswel1．Keywords：satellitelink；congestioncontrol；detectionmechanismalgorithm；OPNETsimulation算法，在Allman等人所著的TCP标准协议备忘录1引言RFC2581中有详细的描述口]。在选择卫星链路的标准传输协议时，TCP是首传输控制协议(TransferControlProtocol，选的传输层协议，但试验和理论研究表明，如果把有TCP)是目前应用广泛的互连网传输协议。传统的线环境的端到端数据传输TCP协议直接用到卫星TCP协议包含4个

6、拥塞控制算法：慢启动(Slow链路中，则在长时延、高误码、间歇性中断等因素的Start)、拥塞避免(CongestionAvoidance)、快速重影响下，其拥塞控制机制将不能正常工作，使网络的传(FastRetransmit)、快速恢复(FastRecovery)。带宽利用率低下，网络的吞吐量下降，严重制约了数这4个拥塞控制算法相互关联，合称为TCP—Reno据传输的效率和能力。收稿日期：2012—09—05；修回日期：2012—09—20作者简介：熊晓将(1977～)，男，高级工程师，从事通信卫星测控总体设计工作。Email：casc

7、vip126@126．COITI。88航天器工程21卷国内外在卫星链路的拥塞控制机制和算法方面已做了很多研究，提出了很多改进卫星链路上TCP拥塞控制协议性能的方案。文献[2—5]针对卫星链路对TCP性能的影响，提出了TCP分片、快速启动、显式拥塞通告、链路错误通告、分离误码和拥塞等方法，提高卫星链路上的TCP性能。Internet工程任务组(IETF)在1997年成立了工作组，专门研究卫星信道上的TCP／IP性能，如文献[6]中建议增大TCP初始窗口尺寸。NASA的格林(Glenn)研究中心、路易斯(Lewis)研究中心、法国信息与自动化

8、研究所(INRIA)、俄亥俄州立大学(Ohio)等单位也在从事卫星链路上TCP性能的研究，并通过实验图1基于探测机制的拥塞控制流程提出了一些改进卫星链路上TCP性能的技术措Fig．1Conge