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TCP协议在卫星通信网络中的运用

摘要由于自身具有独特的优势，卫星通信在互联网

中发挥着重要的作用，并且随着科学技术的进步，在互联网

宽带接入方面实现了较大的发展。作为一种重要的传输协

议，TCP协议近年来在互联网中应用的更加广泛，但是当在

卫星网络中应用此协议时，往往会由于卫星链路的弊端的影

响使TCP的性能受到了很大的干扰。为此，TCP协议在卫星

通信网络中的应用引起了人们更加密切的关注。本文将简要

的提出TCP协议以及卫星通信的内涵，并对卫星通信系统中

改进TCP协议的性能的措施进行研究，希望为相关的研究者

提供一定意义上的理论参考。

【关键词】TCP协议卫星通信网络卫星链路

近年来，随着互联网技术的不断发展，互联网在世界范

围内的应用更加广泛，在获得较大发展机遇的同时也面临着

更加复杂的问题和更多的挑战，在新的形势下，卫星网络成

为了互联网改变现状的重要选择，然而互联网连接卫星时，

TCP协议的应用性能问题成为了一个突出的问题，因此，必

须刻不容缓的以有效的措施增强TCP的性能，促进互联网以

及卫星通信的深入发展。

1TCP协议的概念

TCP协议是协议栈主要协议之一，能够服务于协议栈的

传输层，能够为应用程序提供更加可靠的优良的数据传输服

务，其在不断的发展中出现了形式各样的版本，能有有效的

控制有线网络拥塞问题，TCP协议的不断发展和成熟为互联

网的广泛应用奠定了坚实的基础。

2卫星通信的含义

卫星通信是通过人造地球卫星实现无线电波的转发以

及发射完成地球站通信的技术，其系统主要包括四个部分，

卫星通信相比于其他的通信方式，具有明显的优越性，在监

测环境、防护灾害、探测资源以及侦查军事等多方面发挥着

重要的作用，在通信领域中有着尤其重要的地位。在新工具、

新材料以及新技术不断出现的情况下，卫星通信的发展前景

必定更加广阔和美好，为国民经济的深入发展产生的贡献必

将更加巨大，在产业信息化方面将扮演中重要的角色。

3卫星链路对TCP性能的影响

首先，由于卫星链路具有长传播延时的特点，往返传播

延时相对于地面网络要长得多，导致TCP的性能在一定程度

上受到了很大的干扰，尤其是在拥塞窗口方面，增长的速度

相对较慢，文件的传输速度受到了很大的影响，运作难以高

效、迅速以及便捷，大大的降低了宽带的利用率。在丢失检

测以及恢复方面时间耗费的更多，，由于往返时间较长，链

路的可用宽带的使用也受到了较大的影响、另外，在接收窗

口时，宽带的卫星通道难以得到全面的利用，导致窗口受到

了很大的限制。

其次，由于卫星链路具有较高的误码率，导致TCP协议

面临着很大的困境，尤其是很难区分受损丢失以及拥塞丢

失，导致传输速率的大大降低以及数据传输受到限制。另外，

一旦发生丢失数据包的情况时，很多版本的TCP协议并不能

通过合理有效的措施进行及时的处理，一旦丢失连续下去将

大大的削减拥塞窗口。特别是TCP协议即使比较先进，也很

难处理数据包持续丢失的情况，而且数据包的恢复也会耗费

很多的时间。

最后，卫星链路的宽带具有非对称性。卫星通信系统有

关的设备价格高，转发器的资源有限，很多卫星网络经常会

利用小信道宽带的拓扑结构，给TCP的应用性能造成了很大

的影响，具体体现在以下几个方面：第一，由于链路具有非

对称性，在TCP协议的运行过程中，通常会因宽带容量的约

束导致链路传输在发送到发送端时，很难保障准确性以及及

时性，拥塞窗口受到了很大的影响，链路的吞吐量受到了很

大的限制。第二，接到相关的指示以及确认后，TCP在数据

包的传输过程中，通常会尽量的保障数据传输的平滑以及稳

定。一旦缓冲区发生溢出情况时，很容易导致确认发生丢失，

给数据的传输造成了影响，不规则重传现象以及突发情况尤

其突出，间接地造成剩余窗口边界发生跳转，突发情况更加

明显。第三，ACK发生溢出而导致丢弃以及因为排队延迟了

传输的时间时，会造成超时重传的严重现象，给TCP的发送

端的状态造成了很大的干扰，这就造成卫星链路宽度很难得

到全面的应用，导致TCP传输性能受到的影响更加严重。

4在卫星通信系统中加强TCP协议性能的措施

在通信领域，TCP协议的传输性能以及相关的改进策略

受到了密切的关注，引起了世界范围内的研究人员的不断研

究和深入的探究，TCP协