高轨卫星数据传输方案优化设计及验证

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史婷婷*,  杜文杰,  郭志强

北京计算机技术及应用研究所, 北京 100854

摘     要: 频带资源有限、传输延迟长是高轨卫星和地面之间端到端数据传输的难点。为了解决这些问题,需要对TCP实现进行针对性的优化。当前有五种主流的传输方案:双侧TCP参数轻度优化方案、双侧TCP内核重度优化方案、地端单侧TCP内核重度优化方案、重度隧道优化方案和轻量级TCP-QUIC代理优化方案。针对高轨卫星的应用场景,通过深入比较分析,最终只有轻量级TCP-QUIC代理优化方案能够满足。该方案在在减少连接建立的延迟、提高拥塞控制和流量控制的效率、支持多路复用和连接迁移等方面具有很好的优化效果。利用北京计算机技术及应用研究所建立的原型系统进行的半实物仿真试验对该优化方案进行了验证,经过优化之后,在150 Mbps的下行方向上,速率可提升100倍以上,10 Mbps的上行方向上,速率可提升7倍以上,完全满足使用需求。轻量级TCP-QUIC代理优化方案可作为中国今后的高轨卫星数据传输的很有竞争力的备选标准技术方案,发挥重要的应用价值。
关 键 词: 高轨卫星; 数据传输; 端到端; 传输速率; TCP-QUIC; 半实物仿真
DOI: 10.57237/j.cst.2024.04.003
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