空间信息传输TCP扩展协议研究与性能分析

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1、第29卷第3期2010年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．3Jun．2010空间信息传输TCP扩展协议研究与性能分析。万鹏1，王瑞军1，黄薇1，叶建设1’2，宋世杰1(1．北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094；2．装备指挥技术学院信息装备系·北京·101416)摘要：在TCP协议基础上，着重研究了CCSDs建议的sCP孓TP协议，该协议是TCP协议在空间链路传输环境下的扩展协议，能够在一定程度上解决空问信息传输面临的高误码率、非对称信道、链路容量受限、链

2、路中断等问题。通过搭建空间信息传输网络仿真环境，本文还对2种传输协议进行了协议性能仿真及比较分析，结果表明SCP§TP协议适用于空间通信环境下的可靠数据传输。关键词：空间信息传输；TCP协议；CCSDS；SCP孓TP协议中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)03一0011一06AnalysisofthePerformanceofTCPandItsExtensionProtocolforSpaceCommunicationWANPen91，WANGRui-junl，HUANGWeil，YEJi

3、an-shel”，SONGShi-jiel(1．Be幻ingIn8tituteofTrackingandTelecommunicationsTechnology，Be硒ing100094；Z．DepartmentofInformationEquipment，AcademyofEquipmentCommandTechn0109y，Beijing101416)Abstract：ThepaperstudiesTCPanditsextensionprotocolemployedinspacecommunicationenvironmen

4、ts．SpaceCommunicationsProtoc01Standards—TransportProtocol(SCP孓TP)，asetofextensionstoTCP，addressespro—blemssuchasexhibitlosscausedbydatacorruptionandlinkoutageinadditiontocongestion—related10ss，communi—cationchanneldataratesbeingseverelylimitedandhighlyasymmetric．Base

5、don0PNETsoftware，CCSDSprocess-levelmodulesaredeveloped．TwokindsofreliabletransportmechanismsincludingTCPandSCPSrTParecon—figuredandprotoc01emulationandperformanceanalysisareperformed．TheresultsindicatethattheSCP§TPex—tensionsyieldsignificantimprovementsinthroughputov

6、erunmodifiedTCPonerror-pronelinks．Keywor凼：SpaceCommunication；TCP}CCSDS；SCP孓TPO引言随着科学技术的进步与发展，未来在轨航天器将会产生越来越多的应用数据，一套标准的空间数据传输协议将有利于充分使用空间链路进行数据传输。在进行协议开发时，首先会考虑当前地面通信网络中被广泛使用的互联网传输协议，即TCP／IP协议。然而，空间通信环境与地面通信环境具有很多不同之处，因此需要改进TCP／IP协议以改善其空间信息传输的工作性能。要在空间传输环境下提供可靠的、满意的端

7、到端数据通信服务，必须解决一系列问题。较大的传播延迟时间、带宽受限、高误码率导致的丢包、链路容量的非对称以及通信中断等均会严重限制TCP协议的性能。在很多情况下，TCP协议自身可以解决一部分问题，但是这将大大降低其工作性能。为了解决该问题，某些TCP协议的扩展协议，如SCPS．TP协议，则通过对TCP协议的相应改进而提高了空间通信环境下TCP协议的工作性能。本文研究空间环境下进行数据通信所遇到的问题，以及可在一定程度上解决这些问题的SCP孓TP协议，介绍了网络仿真环境并对传输协议性能进行对比分析。1空间信息传输面I临的问题在常规

8、空间信息传输场景中，一个通信节点是·收稿日期：2010一03—02；修回日期：Z010一03～31第一作者简介：万一(1981一)，男，工程师，硕士，主要从事航天洲控、空间信息传输等领域的研究工作；E—mail：wanpen981@gmail．com12飞行器测