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浅谈星地通信中的传输协议

包少彬;骆乐

【摘要】随着通信系统的不断发展,卫星通信与地面通信越来越多的融合在一起,但

由于卫星通信高误码、高时延的特点,适用于地面通信网络传输的TCP/IP协议在卫

星通信传输中不再适用.对此,CCSDS针对卫星通信的特点,对标准TCP/IP协议进行

了修改和完善,提出了适合卫星通信使用的SCPS协议.本文阐述了SCPS在卫星通

信及星地一体化通信中的应用.

【期刊名称】《数字通信世界》

【年(卷),期】2018(000)003

【总页数】2页(P17,29)

【关键词】卫星通信;TCP/IP;SCPS;星地通信

【作者】包少彬;骆乐

【作者单位】南京熊猫汉达科技有限公司,南京210014;南京熊猫汉达科技有限公

司,南京210014

【正文语种】中文

【中图分类】TN927+.2

1引言

随着通信系统的不断发展，卫星通信逐渐成为Internet网络的一个重要组成部分，

基于卫星通信网络的地面通信网延伸及星地网互联互通逐渐成为通信系统发展的重

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要趋势。但是，由于空间传输链路与地面传输链路相比存在误码率较大、时延较长，

以及信息传输不对称等情况，导致在地面通信网络传输中广泛使用的TCP/IP协议

不再适用于空间网络，进而限制的卫星通信在端到端通信及星地一体化通信中的应

用。在此情况下，针对卫星通信的特点，基于TCP/IP协议改进的SCPS协议应运

而生，成为构建卫星通信网络和星地通信网络的重要技术协议。

2卫星通信中TCP/IP协议的适应性与对策

卫星通信由于空间传输距离远，导致信号在传输过程中衰减较大，从而造成在接收

端接收到信号的Eb/N0相对较低，信息误码率较高。一般卫星链路的信息传输误

码率为10-6数量级，而地面链路的信息传输误码率为10-12数量级，两者之间的

差别非常之大。并且，空间链路容易受到各种干扰影响，引入更多的噪声，进一步

增大信号的接收难度；同时，空间距离造成的信号传输时延（同步卫星单跳约

540ms）也是卫星通信的特点之一。

TCP/IP协议是一种可靠的传输机制，通过握手过程、报文管理、流量控制、错误

检测和处理，提供有效的拥塞控制机制，起到稳定通信、防止网络崩溃的作用，因

此普遍应用在地面互联网通信之中。

但是，针对卫星通信误码率高、时延长等缺点，采用传统TCP/IP协议进行信息传

输，会造成数据丢失、拥塞、确认延缓，从而降低信息传输速率、减弱系统流量控

制，造成数据在卫星通信链路上的滞留、丢包概率增加，引起网络拥塞，最终导致

通信系统吞吐量的下降。

上世纪末期，空间数据系统咨询委员会（CCSDS）参考TCP/IP协议的分层设计思

想，提出了一套适用于空间通信的传输协议——SCPS协议。SCPS协议根据空间

通信的特点，对TCP/IP协议进行了相应的裁剪、修改和扩充，以适应空间通信误

码率高、延时长等特点。

3SCPS协议简介

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SCPS协议以TCP/IP协议结构为基础，进行相应修改和完善，其结构与TCP/IP

结构对应如图1所示。

图1SCPS与TCP/IP协议栈在OSI模型中比较

SCPS协议簇包括网络协议（SCPS-NP）、安全协议（SCPSSP）、传输协议

（SCPS-TP）和文件协议（SCPS-FP）。

SCPS-NP对应I