[发明专利]一种面向卫星网络的数据传输控制方法

说明书

本发明的面向卫星网络的数据传输控制方法，其步骤为：S1：在传输开始阶段，设置较小拥塞窗户口初值，以超过每个往返时延RTT时间翻一倍的速度，快速增加拥塞窗口，快速探测链路带宽能支持的拥塞窗口大小；S2：在发生丢包事件时，选定一个小于当前拥塞窗口大小的值作为目标窗口；当前拥塞窗口减小一定比例，然后按照立方函数曲线增长，当拥塞窗口与目标窗口大小差距较小时，增长速度非常缓慢，拥塞窗口在目标窗口附近长久保持。本发明具有能够提高数据传输性能的优点。

技术领域

本发明主要涉及到卫星网络的数据传输领域，特指一种面向卫星网络的数据传输控制方法。

背景技术

卫星网络是指由各种轨道的人造地球卫星组成的通信网络系统。卫星网络的核心设备高悬于空间，其无线电磁信号覆盖范围广，通信范围受距离的影响较小，地球表面地理环境对通信过程的影响较弱，是实现任意地点、任意时间和任何人通信的有效手段，在军事和民用领域都有重要地位。卫星网络的局限在于其无可消除的链路误码率(BER)和较长的往返时延(RTT)。地球同步卫星链路误码率(BER)为10^-7级别，由此带来的链路丢包率(PER)约0.1～1％，星地延迟约260ms，两次经过同步卫星中继通信时，RTT可达2040ms。

TCP协议应用于卫星网络时，较长的往返时延导致TCP拥塞控制窗口打开缓慢，无法充分利用带宽，而随机误码造成的丢包被误认为线路拥塞，引起拥塞窗口的乘性减小，使传输性能更加恶化。这两方面还存在相互的作用，单方面增大窗口，会加剧出现丢包时需要重传的数据量。

为了提高TCP在卫星网络上的性能，众多参数优化和算法改进方案被提出。一部分以与RTT无关的拥塞窗口打开速度为目标，研究出非常激进的窗口打开公式，拥塞避免阶段仍使用线性增长，例如TCP-hybla算法。另一部分尝试解决丢包对性能的影响，慢启动阶段仍沿用传统TCP的每RTT翻一倍的策略，例如处理慢启动阶段丢包的hystart方案、在拥塞避免阶段保持窗口稳定的BIC和CUBIC算法、根据当前窗口大小控制窗口增长的HTCP方案和感知RTT变化采用不同控制策略的TCP-Vegas系列改进方案。

上述传统方式存在的问题归纳如下：

1、对RTT的处理太过极端。特别激进的方案经历一个RTT即计算出非常大的拥塞窗口值，这个值超越了数据接收端缓存能力等其他限制发送速率的因素，不能起到控制发送速率的效果，反而加剧丢包事件的发生。沿用传统TCP慢启动的改进方案，慢启动过程受到RTT影响，持续时间长，对吞吐量影响大，性能受到丢包发生时机的影响大。

2、改进方案综合性不够强，相互影响的因素处理时的相互关联不够。如单一针对RTT或者丢包进行改进，改进性能受到未改进部分的制约；把窗口减小因子和窗口保持时间分离开处理，分别研究改进机制，没有考虑他们之间的关联性，不能找出最优的组合。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够提高数据传输性能的面向卫星网络的数据传输控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种面向卫星网络的数据传输控制方法，其步骤为：

S1：在传输开始阶段，设置较小拥塞窗户口初值，以超过每个往返时延RTT时间翻一倍的速度，快速增加拥塞窗口，快速探测链路带宽能支持的拥塞窗口大小；

S2：在发生丢包事件时，选定一个小于当前拥塞窗口大小的值作为目标窗口；当前拥塞窗口减小一定比例，然后按照立方函数曲线增长，当拥塞窗口与目标窗口大小差距较小时，增长速度非常缓慢，拥塞窗口在目标窗口附近长久保持。

作为本发明的进一步改进：在所述步骤S1中，使往返时延和优化目标满足固定比例，窗口打开速度设置为按比例缩小的往返时延下的速度。