面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多速率多播擁塞控制機(jī)制

田　波，蔡述庭

(1.銅仁學(xué)院信息工程學(xué)院，貴州銅仁 554300； 2.廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，廣東廣州 510090)

面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多速率多播擁塞控制機(jī)制

田波1，蔡述庭2

(1.銅仁學(xué)院信息工程學(xué)院，貴州銅仁 554300； 2.廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，廣東廣州 510090)

針對GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)帶寬時(shí)延積較大、擁塞控制機(jī)制不完善的問題，提出了一種面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多速率多播擁塞控制機(jī)制MMCCM_GEO.首先，在保證接收端請求速率最大化的前提下，將GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的多速率多播問題轉(zhuǎn)化為非線性優(yōu)化問題，并采用改進(jìn)的模擬退火算法對其求解，得到了最優(yōu)的接收端請求速率.其次，通過采用代理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)反饋信息的匯集與丟失數(shù)據(jù)的恢復(fù)，有效地解決了反饋內(nèi)暴及數(shù)據(jù)恢復(fù)問題.仿真結(jié)果表明，與目前GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中典型的多速率多播擁塞控制機(jī)制相比，本文的擁塞控制機(jī)制有效地提高了數(shù)據(jù)吞吐量和帶寬利用率，降低了GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，同時(shí)也具備了更好的可擴(kuò)展性.

GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)；多速率多播；擁塞控制；模擬退火算法

1　引言

基于靜止地球軌道衛(wèi)星(GEO,Geostationary Earth Orbit)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)由于廣泛采用了星上處理技術(shù)，已具備了解碼、糾錯(cuò)、路由等信息處理和IP數(shù)據(jù)交換等功能.其信號覆蓋范圍廣、擴(kuò)展性強(qiáng)，能夠較好地支持視頻會議、實(shí)時(shí)信息發(fā)布等操作，非常適合多播技術(shù)的應(yīng)用[1].目前，針對多播協(xié)議的研究已較為深入，但針對GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多播擁塞控制方面的研究工作很少，成果也不多[2].由于GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)存在傳輸不可靠、上/下行鏈路不對稱等特點(diǎn)，應(yīng)用于地面網(wǎng)絡(luò)中的一些典型的多播擁塞控制機(jī)制，如RLM、FLID-DL、PGMCC等[2,3]，由于沒有針對GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的信道特征提供完善的多播擁塞控制機(jī)制，未能有效地適應(yīng)GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，影響了多播技術(shù)在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用.

因此，設(shè)計(jì)合適的多播擁塞控制機(jī)制正成為面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多播應(yīng)用中一個(gè)重要研究方向.文獻(xiàn)[4]為GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一種基于Agent的多播傳輸協(xié)議.通過在多播組中選擇合適的Agent，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的多播擁塞控制機(jī)制，其有效性也在實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證.然而當(dāng)多播組規(guī)模較大時(shí)，Agent的更新過于頻繁，導(dǎo)致多播擁塞控制機(jī)制的可擴(kuò)展性較低.文獻(xiàn)[5]為提高衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中多播的帶寬利用率，在對IP數(shù)據(jù)包頭的格式進(jìn)行修改的基礎(chǔ)上，提出了一種面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多路復(fù)用技術(shù)，有效地降低了擁塞的發(fā)生概率.但該方法未考慮到帶寬利用的公平性問題.文獻(xiàn)[6]為解決GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多播擁塞控制問題，將可分級視頻編碼與跨層優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合，提出了一種分層多播傳輸協(xié)議，并完善了相應(yīng)的多播擁塞控制機(jī)制.然而該機(jī)制融合了物理層、鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層功能，應(yīng)用受到極大的限制.文獻(xiàn)[7]從提高衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的抗誤碼性能的角度去考慮衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中多播擁塞控制問題，針對視頻數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了兩層前向糾錯(cuò)編碼方案，有效地提高了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中視頻多播的魯棒性.文獻(xiàn)[8]對RLM算法進(jìn)行了改進(jìn)，將加入實(shí)驗(yàn)的方式從每次加入一個(gè)多播層調(diào)整為一次加入多個(gè)多播層.但該方法中對吞吐量的計(jì)算過于簡單，并沒有在實(shí)驗(yàn)中得到有效的驗(yàn)證.

綜合來看，目前在面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多播擁塞控制研究工作中存在以下不足：(1)目前的多播擁塞控制機(jī)制是由面向地面網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制機(jī)制改進(jìn)而來，缺乏對GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長時(shí)延、低可用帶寬等因素的考慮，存在帶寬利用率低、時(shí)延及其抖動(dòng)較大的不足；(2)目前的多播擁塞控制需要精確計(jì)算RTT、丟包率等信息，可擴(kuò)展性較差，與TCP數(shù)據(jù)流共存時(shí)，很難保證友好性.考慮到這些不足，本文提出了一種面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多速率多播擁塞控制機(jī)制(MMCCM-GEO).將多播擁塞控制問題轉(zhuǎn)化為一優(yōu)化問題，并采用改進(jìn)的模擬退火算法進(jìn)行求解，進(jìn)而得到最優(yōu)的請求速率.此外，通過設(shè)置代理節(jié)點(diǎn)，有效地解決了反饋內(nèi)暴及數(shù)據(jù)恢復(fù)問題.

2　GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

本文考慮如圖1所示的GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò).多播組的源端(發(fā)送端)通過網(wǎng)關(guān)將分層后的數(shù)據(jù)經(jīng)上行鏈路傳輸至GEO衛(wèi)星.數(shù)據(jù)包在衛(wèi)星上進(jìn)行交換后，傳輸至地面接收站，各代理節(jié)點(diǎn)再將數(shù)據(jù)分發(fā)至接收端，各接收端根據(jù)請求速率的大小完成加入/退出層的操作.為便于對GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多播擁塞控制進(jìn)行研究，關(guān)于圖1有以下幾點(diǎn)需要說明：

(1)在GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中目前并不考慮多個(gè)GEO衛(wèi)星之間的星際交換.從覆蓋范圍、時(shí)延等角度分析，星際交換并不適合語音、視頻等主要的多播業(yè)務(wù).

(2)考慮到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中基于IP的多播路由協(xié)議的特點(diǎn)[9]，接收端與發(fā)送端并沒有通過地面網(wǎng)絡(luò)連接.

(3)各代理節(jié)點(diǎn)之間沒有通過地面網(wǎng)絡(luò)互連.此外，一個(gè)接收端節(jié)點(diǎn)只從屬于一個(gè)代理節(jié)點(diǎn).

需要指出的是，本文的多速率多播擁塞控制是一種基于接收端的控制機(jī)制，故對由GEO衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器故障所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)中斷、丟失等不作考慮.事實(shí)上，由GEO衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞的概率極低，多播組中的擁塞一般是由地面網(wǎng)絡(luò)引起[6].

3　多速率多播擁塞控制模型

(2)

(3)

其中0≤p≤Q，σ、ξ、υ為常數(shù)，其值由實(shí)驗(yàn)中取得[10]，這里分別取1.79、2.40、2.87.事實(shí)上，式(3)表明在避免擁塞的前提下，應(yīng)使接收端對應(yīng)的效用函數(shù)最大化.因此，可將GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中多速率多播擁塞控制轉(zhuǎn)化為下列極值問題

(4)

4　擁塞控制模型的求解

對于形如式(4)的問題，文獻(xiàn)[11]分析了多種求解方法.由于GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)存在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延較大、往返時(shí)延不對稱的特點(diǎn)，傳統(tǒng)方法在求解精度及實(shí)時(shí)性方面難以滿足要求.考慮到模擬退火算法與其它智能算法相比，具有收斂速度快、可求出全局最優(yōu)解的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，本文采用改進(jìn)的模擬退火(Simulated Annealing,SA)算法求解形如式(4)的多速率多播擁塞控制問題.

4.1初始解及模型擾動(dòng)

模擬退火算法的理論基礎(chǔ)為Boltzmann概率分布和metropolis準(zhǔn)則.為便于求解，首先將式(4)轉(zhuǎn)換為無約束優(yōu)化問題[11]，即

(5)

此外，新解是通過對當(dāng)前解的擾動(dòng)得到的，為提高收斂速度，采用與文獻(xiàn)[12]中VFSA算法相同的方式求取新解，即

x′=x′+y(h-l)

(6)

y=Tsgn(r-0.5)((1+1/T)|2r-1|-1)

(7)

其中r為0至1之間的隨機(jī)數(shù)，[l,h]為解的取值范圍，T為當(dāng)前溫度，sgn()為取符號函數(shù).顯然，在本文的擁塞控制模型中，由于各接收端的請求速率不會超過各鏈路容量，即有l(wèi)=0，h=C(ei).

4.2SA中的控制參數(shù)的改進(jìn)

初始溫度T0取為Bupload·n，其中n為接收端節(jié)點(diǎn)數(shù)量.相應(yīng)退火計(jì)劃，即溫度的衰減參數(shù)Tk表示為

Tk=αT0,k≥1

(8)

其中α為溫度衰減率，本文取0.95.Markov鏈長度Lm，也即同一溫度下的迭代次數(shù)，取Lm=nβ，其中β為常數(shù)，這里取100.

此外，按照metropolis準(zhǔn)則，對第j個(gè)多播任務(wù)而言，與新解相對應(yīng)的接收概率為

(9)

(10)

可以看出，式(10)可保證在低溫時(shí)對解空間的搜索更加充分，其有效性也在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得到了體現(xiàn).

4.3MMCCM-GEO的實(shí)現(xiàn)步驟

在上述兩小節(jié)的基礎(chǔ)上，得到MMCCM-GEO的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)產(chǎn)生初始解x={r0,r1,…,rp}及初始溫度T0=Bupload·n，將l、c、d賦初值為0.

(2)按式(6)、(7)求得新解x′.

(3)計(jì)算能量的增量ΔU=U(x′)-U(x)，判斷ΔU<0是否成立，如成立則執(zhí)行x=x′，l=l+1；否則根據(jù)式(10)判斷(exp(2Tk)-1)/(exp(2Tk)+1)>random()是否為真，如為真則執(zhí)行x=x′與l=l+1，否則轉(zhuǎn)向步驟(2).

(4)判斷l(xiāng)>Lm是否成立，如成立則執(zhí)行c=c+1，此時(shí)如c的值為1則執(zhí)行xprev=x，并轉(zhuǎn)向步驟(4)；如l>Lm不成立，則轉(zhuǎn)向步驟(2).

(5)按式(8)進(jìn)行溫度的衰減，并判斷Tk≤0是否成立，如成立則轉(zhuǎn)向步驟(6)；如不成立則判斷x=xprev是否成立，如成立則執(zhí)行d=d+1，xprev=x.最后判斷d=5是否成立，成立則轉(zhuǎn)向步驟(6)，否則執(zhí)行xprev=x并轉(zhuǎn)向步驟(2).

(6)輸出矢量x的值，即為各接收端的請求速率.

(7)結(jié)束.

大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，模擬退火算法在離結(jié)束溫度很遠(yuǎn)時(shí)，極有可能就得到最優(yōu)解[13].因此，在上述流程中，變量xprev保存了上一溫度下求得的解，如連續(xù)5次求得的解相同，則終止降溫過程，輸出最優(yōu)解，以提高求解的實(shí)時(shí)性.

5　接收端的層調(diào)整方法

6　數(shù)據(jù)恢復(fù)策略

由于GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的傳輸鏈路易受天氣等因素的影響，數(shù)據(jù)傳輸過程中不可避免地會出現(xiàn)出錯(cuò)、丟包等現(xiàn)象.在本文的多速率多播擁塞控制機(jī)制MMCCM_GEO中，代理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對NAK數(shù)據(jù)包進(jìn)行匯總及反饋.如多播組的接收端節(jié)點(diǎn)沒有收到正確的數(shù)據(jù)包，則發(fā)送一個(gè)NAK數(shù)據(jù)包至代理節(jié)點(diǎn).當(dāng)一個(gè)NAK到達(dá)代理節(jié)點(diǎn)時(shí)，一個(gè)定時(shí)器會被啟動(dòng).此后，代理節(jié)點(diǎn)會在自身的緩存中搜索丟失的數(shù)據(jù)包，如有則將此數(shù)據(jù)包直接發(fā)送給接收端.如沒有，則將此NAK多播至本代理節(jié)點(diǎn)所屬區(qū)域的其它節(jié)點(diǎn)，如其它節(jié)點(diǎn)緩存中有相關(guān)的數(shù)據(jù)包，則將其發(fā)送至代理節(jié)點(diǎn)，再轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)送該NAK數(shù)據(jù)包的接收端節(jié)點(diǎn).如在代理節(jié)點(diǎn)及其它接收端節(jié)點(diǎn)都沒有該數(shù)據(jù)包或在定時(shí)器超時(shí)后，代理節(jié)點(diǎn)將該NAK通過GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的反向鏈路傳輸至多播組的源節(jié)點(diǎn)，再由源節(jié)點(diǎn)重傳該數(shù)據(jù)包.

值得指出的是，上述數(shù)據(jù)恢復(fù)方法充分考慮到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)反向鏈路帶寬較小的特點(diǎn)，有效地解決了反饋風(fēng)暴及丟失路徑多樣化的問題.目前典型的GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的多播機(jī)制采用的是對代理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)選取的方法，雖然從理論上可以均衡網(wǎng)絡(luò)流量，但代理節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)選取與調(diào)整算法復(fù)雜度較高，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)性能顯著降低[14].MMCCM-GEO采用了固定的代理節(jié)點(diǎn)，適應(yīng)性強(qiáng)，代價(jià)較小，在提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率方面也有較大的優(yōu)勢.

7　仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

考慮到在實(shí)際的GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中難于準(zhǔn)確而重復(fù)地實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)條件下的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用仿真軟件OPNET Modeler 14.5建立了基于GEO的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示.由于在網(wǎng)關(guān)中集成了編碼、調(diào)制、發(fā)送/接收功能，故在圖2中未畫出地面站的發(fā)送及接收天線等設(shè)備.此外，將衛(wèi)星上行鏈路的帶寬設(shè)置為2MBbps，地面網(wǎng)絡(luò)的帶寬為100Mbps.數(shù)據(jù)包大小為1000字節(jié)，仿真持續(xù)時(shí)間為550s，時(shí)間間隔τ取2.5s.為驗(yàn)證本文提出的多播擁塞控制機(jī)制的性能，將本文的控制機(jī)制MMCCM-GEO與目前GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中使用較為廣泛的多速率多播擁塞控制機(jī)制TFMCC進(jìn)行對比[15].源端1與源端2分別采用MMCCM-GEO和TFMCC將數(shù)據(jù)發(fā)送至接收端1、2、3、4.數(shù)據(jù)被編碼為1個(gè)基本層與7個(gè)增強(qiáng)層，分別通過不同的多播組進(jìn)行傳輸.此外，仿真系統(tǒng)中接收端的節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以方便地進(jìn)行增加與減少.

首先，在同樣的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)條件下，比較了使用MMCCM-GEO與TFMCC時(shí)GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，如圖3所示.不難看出，MMCCM-GEO由于在效用函數(shù)最大化的前提下對各接收端節(jié)點(diǎn)的請求速率進(jìn)行了優(yōu)化選取，顯著提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，在信道誤碼率較高、服務(wù)質(zhì)量波動(dòng)較大的GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境中具有更好的帶寬利用率.

其次，可擴(kuò)展性是衡量多速率多播擁塞控制機(jī)制性能的一個(gè)重要指標(biāo).即當(dāng)多播組的接收端節(jié)點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，性能較好的多速率多播擁塞控制機(jī)制仍然具備較高的吞吐量.因此，測試了不同數(shù)量的節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)誤碼率為10-6時(shí)，兩種擁塞控制機(jī)制所對應(yīng)的吞吐量，結(jié)果如圖4所示.從圖4中可看出，MMCCM-GEO在多播組的規(guī)模較大時(shí)，吞吐量仍優(yōu)于TFMCC，說明MMCCM-GEO具備更好的可擴(kuò)展性.

表1為MMCCM-GEO求得的接收端節(jié)點(diǎn)的請求速率均值與其對應(yīng)的全局最優(yōu)解的對比.其全局最優(yōu)解通過標(biāo)準(zhǔn)的模擬退火算法得出[16].可以看出，MMCCM-GEO求得的請求速率與文獻(xiàn)[16]中全局最優(yōu)解的誤差非常小，其相對誤差在0.5122～1.9691之間.表明在具有較好實(shí)時(shí)性的前提下，求得的解很接近最優(yōu)解.

圖5為MMCCM-GEO與TPMCC的平均時(shí)延對比.從圖5可看出，由于優(yōu)化了各接收端節(jié)點(diǎn)的請求速率，

表1　MMCCM-GEO求得的解與最優(yōu)解的對比

采用代理節(jié)點(diǎn)對丟失的數(shù)據(jù)包進(jìn)行恢復(fù)，MMCCM-GEO可獲得更小的傳輸時(shí)延，有效地提高了GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性.

圖6顯示了平均吞吐量與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系.從圖6可知，MMCCM-GEO的平均吞吐量優(yōu)于TFMCC，表明MMCCM-GEO方法顯著改善了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量.此外，為衡量GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長時(shí)延環(huán)境下?lián)砣刂茩C(jī)制的性能，比較了當(dāng)吞吐量不同時(shí)，MMCCM-GEO和TFMCC所對應(yīng)的往返時(shí)間，其結(jié)果如圖7所示.可見，MMCCM-GEO顯著減少了數(shù)據(jù)包的往返時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，表明其在GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長時(shí)延的傳輸環(huán)境下能提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)也具備了更強(qiáng)的適應(yīng)能力.

8　結(jié)束語

本文在分析現(xiàn)有多速率多播擁塞控制機(jī)制優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提出了一種新的多速率多播擁塞控制機(jī)制.首先建立了面向GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制模型，然后采用改進(jìn)的模擬退火算法對多速率多播擁塞控制問題進(jìn)行求解，得到了優(yōu)化的接收端請求速率，有效地提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量.此外，通過代理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)，保證了數(shù)據(jù)的完好率，同時(shí)顯著降低了GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延.仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的多速率多播擁塞控制機(jī)制不但有效地提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，而且獲得了較好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量.下一步的工作是在本文的基礎(chǔ)之上，完善多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的多播擁塞控制機(jī)制.

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Cheng Hao,Cui Du-wu,Yan Tai-shan,et al.Race exponent based simulated annealing rank selection operator[J].Acta Electronica Sinica,2009,37(3):587-591.(in Chinese)

田波男，1978年9月出生，湖南懷化人.2014年獲廣東工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為銅仁學(xué)院信息工程學(xué)院講師，主要研究方向?yàn)橐曨l編碼及傳輸、機(jī)器視覺.

E-mail:tianbomail@163.com

蔡述庭男，1979年2月出生，湖南益陽人.2011年獲廣東工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榉植际揭曨l編碼及傳輸、機(jī)器視覺.

E-mail:shutingcai@gdut.edu.cn

Multi-Rate Multicast Congestion Control Mechanism forGEO Satellite Network

TIAN Bo1,CAI Shu-ting2

(1.Information Engineering College,Tongren University,Tongren,Guizhou 554300,China;2.School of Automation,Guangdong University of Technology,Guangzhou,Guangdong 510090,China)

Due to the lower performance of congestion control mechanism and high production of bandwidth and delay,a multi-rate multicast congestion control mechanism for geosynchronous earth orbit (GEO) satellite network (MMCCM_GEO) was proposed.First,under the premise of maximizing the require rate of receivers,the multi-rate multicast congestion control problem for GEO satellite network was formulated as a nonlinear optimization problem,and the improved simulated annealing algorithm was employed to obtain globally optimal solution.Then,the issue with acknowledgement (ACK) implosion and loss data recovery was settled by proxy node.Simulation results reveal that the proposed mechanism obtains better throughput and bandwidth utilization,and achieves better scalability,compared with the typical conventional multi-rate multicast congestion control mechanism.

geosynchronous earth orbit (GEO) satellite network;multi-rate multicast;congestion control;simulated annealing algorithm

2014-12-26；

2015-06-08；責(zé)任編輯：孫瑤

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(No.61201392)；銅仁學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金(No.trxyDH1503)

TN927.21

A

0372-2112 (2016)07-1599-06

??學(xué)報(bào)URL:http://www.ejournal.org.cn

10.3969/j.issn.0372-2112.2016.07.012