崔弘珂

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)

0 引言

在航天通信领域,采用IP协议传输测控业务和科学数据业务的研究早在20世纪90年代中期就开始了,Internet网络技术的飞速发展推动着航天通信技术的革新,如何利用IP TCP协议可靠传输数据也成为测控通信研究的一个热点。

1 空间信道特点

航天通信网的空间链路与地面链路相比,在带宽、时延以及丢包率等许多方面存在差异。因此采用TCP传输技术用于航天通信网的空间数据传输协议,需要充分考虑空间信道特点的影响：

①高误码率：在高误码率的卫星环境中,链路差错带来的丢包非常严重,如果不能区分是丢失还是拥塞,就会造成系统吞吐量下降,造成了网络带宽的浪费;

②长时延：空间信道传播延时长,以地球静止轨道(GEO)卫星为例,往返时间(RTT)在550 ms左右,长延时特性进一步加重了空间信道高误码率对传输协议的影响;

③差异性：航天数据的各个接收者可能经历不同的信道条件(误码率和传播时延),这导致了接收差异性问题,瓶颈接收者将严重制约着整个系统的性能;

④带宽不对称性：航天系统在前向和反向数据信道间往往有较大的带宽不对称性,反向信道一般带宽比较低,会降低吞吐量,且吞吐量随非对称性呈指数减小。

2 TCP传输技术分析

TCP协议是在Internet环境下可靠、有序地传送协议,当TCP协议应用于空间链路上时,空间链路的传播时延和误码特性会对TCP性能产生负面影响,且降低了网络资源的利用率。……