[发明专利]一种卫星网络瓶颈链路的带宽自适应估计方法和系统

说明书

本发明提供了一种卫星网络瓶颈链路的带宽自适应估计方法和系统，应用于卫星网络的发送端；包括：累计接收基于卫星网络进行通讯的数据包的应答时间序列和往返传输时间序列；基于应答时间序列和往返传输时间序列，确定数据包中属于同一个发送窗口发出的最多前k‑1个数据包；基于前k‑1个数据包的应答时间序列，计算卫星网络瓶颈链路带宽为数据流的服务时间；基于服务时间和在服务时间内累计的数据量，对卫星网络瓶颈链路带宽进行估计，得到采样带宽。本发明缓解了现有技术中存在的带宽值估计误差较大的技术问题。

技术领域

本发明涉及卫星网络带宽估计技术领域，尤其是涉及一种卫星网络瓶颈链路的带宽自适应估计方法和系统。

背景技术

卫星网络可以实现对全球的大范围覆盖，可以弥补地面网络的严重不足、扩大通信范围，并提高用户体验。随着卫星宽带通信技术的快速发展和互联网的空前繁荣，支持传输控制/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，以下简称：TCP/IP协议）业务的宽带卫星通信和网络技术迅猛发展。

由于卫星链路具有大时延，高误码率，高时延带宽积，不对称链路带宽等不同于地面网络的特点，导致为传输性能良好的有线网络设计的传统TCP/IP协议在卫星宽带通信和网络环境下吞吐量大大降低。因此，改善和提高误码率、长时延的卫星宽带通信和网络中的TCP性能，成为一个研究热点问题。

目前，TCP的改进方法中基于端到端的瓶颈链路带宽估计方法主要包括TCPW-BE算法、TCPW+算法、TCPW-ASBE算法，它们在无线有损信道效果明显。其主要依靠端到端带宽估计来区分丢包的原因。通过监测连接中返回的应答的速率，估计有效带宽，从而计算发生拥塞以后的拥塞窗口和慢启动阈值。

由于TCPW-BE算法及其改进TCPW＋算法，以相邻数据包的两个应答通告信息ACK间隔和多个数据包的往返传输时间RTT并不总能够反映出瓶颈链路带宽为数据流服务的时间，从而导致在这两个采样时间内估算的带宽值在某些条件下误差较大，而在ASBE中ACK的最小间隔△ACK_min比较小、往返传输时间RTT较大且容易受环境影响，导致带宽为数据流服务的时间判别存在较大的误差且一阶滤波器跟踪带宽变化精度有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种卫星网络瓶颈链路的带宽自适应估计方法和系统，以缓解现有技术中存在的带宽值估计误差较大的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星网络瓶颈链路的带宽自适应估计方法，应用于卫星网络的发送端；包括：累计接收基于所述卫星网络进行通讯的数据包的应答时间序列和往返传输时间序列；基于所述应答时间序列和所述往返传输时间序列，确定所述数据包中属于同一个发送窗口发出的最多前k个数据包；k为大于1的正整数；基于所述前k个数据包的应答时间序列，计算卫星网络瓶颈链路带宽为数据流的服务时间；基于所述服务时间和在所述服务时间内累计的数据量，对所述卫星网络瓶颈链路带宽进行估计，得到采样带宽。

进一步地，在得到采样带宽之后，所述方法还包括：采用二阶非线性滤波器对所述采样带宽进行自适应滤波，得到滤波之后的采样带宽。