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卫星通信系统具有三维无缝覆盖、远程通信、广播，以及支持移动性的能力，已经广泛应用于广播电视网络。在太空探索、军事或资源勘测等工作中，卫星通信的作用更是不可替代。卫星网络中数据传输效率的问题直接关系到稀缺的卫星资源的利用，具有十分重要的意义。卫星网络具有误码率高，往返延迟大以及信道不对称等特点，在地而网络中广泛使用的TCP协议不能充分发挥卫星信道的的性能。因而研究如何保证数据在卫星网络中高效可靠的传输成为了一个重要的课题，研究的方向包括改进已有的协议或者制定新的传输协议。
本文通过分析卫星网络的特点，提出了在传输层与应用层提高数据传输效率的方法。本文的工作和特色如下：
(1)根据卫星网络的特点在现有的TCP的基础上提出了改进版本TCP Sat。结合带宽估计、拥塞判断和选择性负向确认进行拥塞控制和差错控制。NS2仿真对比实验显示TCP Sat在传输层提高了数据传输效率和带宽利用率。
(2)基于对TCP Sat的分析，设计实现了一个基于UDP的应用层的传输协议UDT Sat。该协议使用基于带宽估计的拥塞控制和基于选择性负向确认的快速重传机制实现数据高效可靠的传输。模拟实验和实际应用表明UDT-Sat在卫星网络中具有很高的带宽利用率，且保持了良好的公平性和稳定性。