[发明专利]一种TCP加速辅助的星地链路资源联合调度方法和系统

说明书

本发明公开一种TCP加速辅助的星地链路资源联合调度方法和系统，解决了卫星通信与其他地面通信协同利用时时延过大的问题，能够同时对卫星、4G、5G、WiFi以及有线宽带链路的资源进行联合调度。本发明方法设计并实现了复杂多网络协同的可扩展、可演进理论架构和机制，解决现有设备与特定网络耦合过紧的问题，提供丰富的可演进的网络选择；针对无线网络技术传输时延变化大、丢包率不稳定等复杂移动特性，解决现有感知和检测方法难以准确反映无线网络的活动规律的问题；最后，针对用户动态变化的服务需求和流量特征，实现了多网系环境下的服务智能分类和调度算法，实现业务需求和多维网络资源的动态匹配，有效保证协同传输的可靠性和高效性。

技术领域

本发明涉及一种卫星通信和地面公网通信的链路资源联合调度方法和系统。

背景技术

随着通信产业的迅速发展，不同通信制式和通信手段的系统层出不穷，包括4G/5G拨号、WIFI、有线宽带、卫星通信等互联网接入方式。4G/5G网络对于不同国家不同地区制式也不相同，一款4G/5G拨号模块无法满足全球场景使用，不同网络覆盖环境下会通信速率也得不到保证，同时，重要信息通过国内外的公共网络进行传输，保密性也得不到满足，根据实际使用需求，急需一种完全自主知识产权的支持星地链路资源联合调度的网络传输技术。

在4G/5G网络接入领域，应用最广泛的是目前各大手机厂商推出的全网通手机，在网络制式上可支持移动、联通和电信4G网络，但是即便是双卡双待的手机，同时也仅支持一个SIM卡数据传输，网络信号不佳的情况下，无法通过多个4G/5G拨号模块进行多卡联合捆绑传输，也无法实现保密性要求。

目前主流便携电脑配置支持WIFI网络接入、有线宽带接入等方式，外接4G/5G上网卡托也可通过拨号进行连接互联网，但是同时只支持其中一种互联网接入方式，无法进行多介质传输通道的捆绑和自适应传输，产品无法通过定制接口进行扩展。

国内外如华为、H3C和思科等路由器厂家也有推出带4G/5G功能的无线路由器，同时支持4G/5G拨号接入和有线接入，也具备有一定的防火墙功能，但不具备多链路联合传输功能，重量和体积较大，一般采用220V交流供电，不便于使用者的随心携带。

国内某加密设备生产厂商为军队定制了一款带4G/5G拨号和有线连接的网络传输模块，内置加密功能，产品小巧便携，但是4G/5G拨号仅支持国内4G制式，也无法通过多信道捆绑传输，在使用过程中无法保证数据信息的高效传输。

CN111132080A给出了一种多网融合通信的自适应无缝切换系统和方法，将北斗、通信卫星、公网通信等多网进行融合。但是该方法主要应用于机载通信系统，且只能在多条链路中选择最优的链路进行传输，不能同时充分利用所有链路资源。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了TCP加速辅助的星地链路资源联合调度方法和系统，提高网络的吞吐量和网络传输的效率，提高了网络和数据传输可靠性；避免了不同任务之间的资源冲突，提高了数据传输的稳定性，解决了协同通信时卫星通信较地面通信时延过大的问题。

本发明所采用的技术方案是：TCP加速辅助的星地链路资源联合调度方法，部署在移动端和中心固定端两侧，其中上行链路的通信过程包括如下步骤：

(1)由移动端链路状态监测单元动态监测4G、5G、WiFi、有线宽带、卫星链路中可用链路的IP变化、路由配置、信号强度、丢包率、网络时延(Round-Trip Time，RTT)以及当前带宽，并将检测到的信息反馈给链路预测单元；

(2)链路预测单元针对链路状态检测器检测到的当下时隙的各项数据，进行基于卡尔曼滤波算法的链路预测，得到对下一时隙各链路状态的预测；