● 摘要
随着卫星通信技术与地面互联网技术的快速发展，以及空间任务与活动的日趋复杂化与多样化，将地面互联网技术扩展到卫星通信中去的需求越来越强烈。然而，由于高速卫星链路具有长时延RTT（Round Trip Time）、高误码率BER(Bit Error Rate)等特点，传统的TCP协议在高速卫星链路中的性能很差，带宽利用率很低。
高速卫星链路长时延、高误码的特性主要影响的是TCP的拥塞控制算法。在现有的典型算法中，TCP-Hybla算法与TCP-Westwood算法分别用来解决长时延问题和高误码问题。本文提出了一种改进的TCP拥塞控制算法——TCP-HW算法。该算法结合了TCP-Hybla算法与TCP-Westwood算法的优点，用来解决高误码、长时延同时存在时遇到的问题。另外，TCP-HW算法还对TCP-Westwood的带宽估计机制进行了改进。在慢启动阶段与拥塞避免阶段，TCP-HW算法采用激进的拥塞窗口cwnd（congestion window）增长机制来消除长时延带来的数据传输速率较低的问题。在快速恢复与快速重传阶段，TCP-HW算法根据改进的带宽估计机制所估的可用带宽来更新拥塞窗口值，以避免高误码带来的拥塞窗口频繁地不必要的减小。这样，TCP的拥塞窗口就能够在高速卫星链路中维持在较高的水平从而获得较大的吞吐量。
NS2网络仿真显示，在带宽1Gbps，往返时延500ms，丢包率0.001的高速卫星链路中，TCP-HW算法的吞吐量很高，带宽利用率可以达到60%以上，并且往返时延RTT与丢包率PER (Packet Error Rate)的改变对TCP-HW算法的影响较小。另外，TCP-HW算法还具有一定的公平性，多条连接之间能够共享带宽。