基于带宽分配的空间通信网络拥塞控制方法研究谭斌，唐碧华，刘芳**510（北京邮电大学电子工程学院,北京100876）摘要：空间通信环境复杂，信道具有高误码率、长时延和非对称性的特点。CCSDS提出了SCPS协议，提高在空间通信环境下的系统性能。在这篇论文中，基于SCPS-NP、SCPS-TP协议，我们提出了一种适用于空间通信环境下的基于带宽分配的拥塞控制方法，并与Vegas拥塞控制算法进行了仿真对比。结果表明，当往返时延值RTT超出一定范围，我们提出的算法比Vegas拥塞控制算法可以获得更好的吞吐性能，并且可以保证各连接公平地获得带宽、减少对前向信道资源的占用。关键词：空间通信；SCPS；拥塞控制；Vegas；带宽分配中图分类号：TN927+.315CongestioncontrolmethodbasedonbandwidthallocationforspacecommunicationnetworksTANBin,TANGBihua,LIUFang(SchoolofElectronicEngineering,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing2025303540100876)Abstract:Theenvironmentofspacecommunicationsismorecomplex,channelhavingcharacteristicssuchashighbiterrorrate,longroundtripdelayandasymmetry.CCSDSproposedSpaceCommunicationsProtocolStandard(SCPS)toimprovetheperformanceinthespacecommunicatonenvironment.Thispaper,basedonSCPS-NPandSCPS-TP,weproposedacongestioncontrolmethodbasedonbandwidthallocationforthespacecommunicationenvironment,andcompareditwithVegas.ThesimulationresultsshowthatourmethodhasabetterthroughputperformancethanVegaswhentheroundtripdelayisbeyondacertainrange,ensuresequitablebandwidthallocationforeachconnectionandreducestheconsumptionofforwardchannelresource.Keywords:SpaceCommunication;SCPS;CongestionControl;Vegas;BandwidthAllocation0引言由于空间通信环境较之于地面通信环境更加复杂，传统的网络协议直接应用到空间通信信道环境中并不能取得较好的网络性能。如何在复杂的空间通信环境下实现数据端到端的可靠传输，成为空间通信中重要的一个研究领域。为了应对空间信道的各种挑战，实现未来空间通信和星际通信的要求，CCSDS（ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystem，空间数据系统咨询委员会）提出的SCPS协议（SpsceCommunicationProtocolStandard，空间通信协议标准）[1]。在空间多变的信道条件下实现终端系统之间可靠的数据传输也是SCPS协议的一个重要目标。SCPS的传输层协议SCPS-TP提出了SNACK（SelectiveNegativeAcknowledgment，选择性否定确认）来应对空间信道高误码率的特点，并且建议使用Vegas拥塞控制算法来进行端到端的拥塞控制。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---作者简介：谭斌(1987-),男,硕士研究生,主要研究方向:计算机网络与通信协议通信联系人：唐碧华(1964-),女，教授，主要从事宽带无线通信网络方面的研究.bhtang@bupt.edu.cn-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---经我们的仿真验证，Vegas算法在一定的往返时延(RTT)范围之内可以在空间通信环境下可以取得不错的网络吞吐量，但当RTT值超出这一范围后，其网络性能并不理想。同时考4550虑到Vegas自身具有的公平性问题以及需要数据收端以较高的频率发送ACK消息占据前向信道资源，我们提出了一种基于带宽分配的算法，来实现拥塞控制，达到较好的网络性能并保证各连接之间公平地获取带宽、减少ACK消息的发送频率。最后的仿真结果也证明，当RTT超过500ms时，我们所提出的算法可以获得更好的网络吞吐性能。1空间通信信道特点空间通信环境不同于地面有线、无线信道，空间信道具有自身的特点，这些特点包括高误码率、长时延和信道的非对称性[2]。1.1高误码率空间通信环境下，信道的误码率(BER)较地面网络更高。通常对于不同的链路质量，BER555包是由于误码而造成。长时延1.212之间。因此，在空间通信环境中，相对于地面网络会有更多的丢在地面有线网络中，往返时延值（RTT）很小，一般只达到毫秒量级。而在空间通信网络中，RTT可达几秒、几分钟、...