卫星通信中IP技术研究范文

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摘要:

在信息化时代到来之后，信息高速公路与个人移动通信的要求也越来越高，IP技术在这一背景下也得到了迅速的发展，有效弥补了传统通信模式中的不足，在各类突发事件中均得到了广泛的应用。主要针对IP技术的优势及其在微信中的应用进行分析。

关键词:

IP技术;卫星通信;应用趋势

引言

在当前无论是3G还是4G或者是下一代地面移动通信网络都是依托ip技术发展而来，在所有的通信网络和移动终端中对TCP/IP协议都给予支持，语音短信和其他网络通信业务都是以IP技术为基础的。所以，在发展任何一种网络通信方式时都要与IP技术相结合，以此确保地面网络和用户终端通信的效果。卫星通信具有广播、多播和覆盖范围广等特点，传统的通信方式因受环境等影响难以保证信号正常传输，所以卫星通信就成为了首选。在新军事改革和空间技术不断发展和推进下，在国防和航天等多个领域中卫星通信都发挥着巨大的作用。在卫星通信汇总应用的IP网络就是通过IP技术演变发展而来的，能够有效地提高数据信号传输业务和增强卫星信道使用率，从而减少卫星通信的成本投入。

1IP技术在卫星通信应用中的问题

IP技术因自身所特有的传输特性能够有效地降低通信业务成本，有助于卫星IP网络在大众消费市场中与地面通信竞争。因卫星与IP具有广播性、健全的TCP/IP以及普遍的Internet业务，卫星通信在选择标准协议时使CP成为了首选的传输层协议。随着互联网技术的膨胀和拥挤致使卫星信道的某些性能出现了局限性。卫星系统因自身传输距离远和工作频率高易受到天气等环境因素的影响，卫星信道具备固有的特性。卫星链路对TCP协议的传送性能造成影响原因有长时延、高误码率和信道不对称几个方面。

1)长时延。因卫星链路自身的传播延时比较长，但是卫星通信的传播效率极高。在TCP中对传播速率进行了限制，致使吞吐率大大降低。所以为了提升吞吐率，必须对缓存窗口采取调整措施。此外拥塞窗口只有信息经过数个往返周期才能将其扩充到最大流量窗口。

2)高误码率。相比地面链路卫星链路出现的误码率更高。这主要是因为卫星链路TCP对拥塞丢失和链路恶意丢失无法正确的区分，都会判定为拥塞障碍，从而采取减少互动窗口尺寸控制拥塞，以至于造成吞吐量降低。同时因误码所造成的确认信息ACK分组丢失对吞吐量会造成进一步的影响。

3)信道不对称。在卫星链路中大多数的带宽配置存在着不对称的现象，下行链路远远高于上行链路带宽。使用传输速度较慢的上行信道不仅节省了接收机的经济成本同时节省了卫星带宽，但是系统的吞吐量随着带宽配置不对称的增加呈现出逐渐降低的趋势。

2IP技术在卫星通信中的发展趋势

近些年来，在卫星众多的应用中IP和多媒体技术成为了热门。对IP关键技术在卫星通信中的研究主要包括以下几个方面:支持IP的卫星网络系统的构造和网络运行协议;语音、视频和文件传送的卫星链路性能研究;IP技术中能够改善卫星链路或高级协议性能的要求;IP专用和加密协议对卫星链路造成的影响等。在卫星通信应用中卫星IP网络技术是地面IP技术的延续和延伸。

1)以LAN为基础的IP互连。当前以LAN为基础的IP技术主要应用在Ipv6和RSVP中，能够实现QoS量级变化的通信业务，主要采取中转路由器存储资源的方式。使卫星中的动态容量分配实现和IP层中QoS的结合。

2)MAC层协议。近年来，为了满足不同的使用环境要求，人们针对MAC层协议提出了一系列的改进建议，但都不具有通用性。所以只有通过卫星链路选择合适的MAC层协议。对MAC层协议设计的主要目的就是保证信道的高流量、稳定性、重构性和低复杂性等。卫星链路延时与地面链路延时有本质上的区别，一些协议不能使用或进行全新的评估。

3)星上交换机。借助第三层交换技术，设计全新的星上交换传送系统，实现了IP网络的应用。在实际的应用过程中，端口竞争有可能时常出现，甚至出现阻塞，而星上交换机能够有效地解决上述问题。在交换机的每个端口上都对三个数据进行控制列队:输入、输出和广播列队。

4)移动组播管理。移动IP的组播性能是利用移动IP协议对其进行管理的一个全新研究内容。一个IP站点向互联网上的多个IP站点进行广播数据传输的时候，IP组播能将重叠的内筛选出来，提高网络带宽的使用率。虽然重叠的点与点传输增加了IP组播对协议的处理，但是仍旧在最大程度上减少了组播路由器到主机对IP报文的处理时间。IP组播技术在卫星IP网络的发展前景与卫星通信的简单结构和广播特性不可分割。

参考文献:

［1］张涛．用IP技术构建企业数据、语音、视频合一的网络平台［J］．河北能源职业技术学院学报，2005(3)．

［2］汪斌强，邬江兴．下一代互联网的发展趋势及相应对策分析［J］．信息工程大学学报，2009(1)．

［3］陈锐．物联网———后IP时代国家创新发展的重大战略机遇［J］．中国科学院院刊，2010(1)．

［4］提前带你进入5G时代，为你展现2020年之后的移动通信新图景［J］．互联网天地，2016(5)．

作者:明昕玥 单位:成都石室中学