一種無線網絡中改進的tcpw擁塞控制方法
2023-09-12 15:15:30 1
專利名稱：一種無線網絡中改進的tcpw擁塞控制方法
技術領域：
本發明涉及無線網路擁塞控制領域，尤其是一種TCPW擁塞控制方法。
背景技術：
目前，無線網絡中的擁塞控制技術面臨著許多困難。由於無線網絡有終端可移動性、無線連接的自身的特性，使得鏈路的可靠性不高，而要想在高誤碼率、大延遲和終端頻繁移動無線網絡中運行現有的TCP協議，變得相對困難，數據傳輸有其不穩定性，擁塞現象也比較容易出現。因此，要想使得TCP協議能穩定地運行在無線網絡中，有較好的網絡吞吐量，並具有良好的魯棒性和可擴展性，就必須對原有的協議進行相應的修改。
TCPff是一種端到端的擁塞控制算法，完全符合TCP協議的設計準則。在無線網絡的數據傳輸過程中，它在一定程度上消除了由於數據隨機丟失給網絡帶寬利用率帶來的負面影響。TCPW的算法是一種基於帶寬估計的算法，它主要是通過無線網絡鏈路上的歷史信息來估計當前網絡的可用帶寬值，這種歷史信息一般包括發送的報文段信息和接收方收到的應答流信息。TCPW就是通過發送方來檢查歷史信息中的應答流信息來對當前連接的數據傳輸速率進行估計，從而對當前網絡可用帶寬進行估計的。它估計所得到的可用帶寬值能實時的調整網絡的傳輸現狀，當網絡中出現擁塞時，能夠通過估計出的可用帶寬值來調整擁塞窗口 Cwnd和慢開始閾值ssthresh,最後再採用和式增加積式減少的算法來調整發送到網絡中的分組大小，從而達到控制擁塞現象的目的，提高TCP的性能。TCPW採用了對網絡帶寬進行實時估計的思想，即發送方通過不斷的計算接收方發出的返回應答流的時間間隔來對鏈路上的可用帶寬進行估計。採用ABSE(AdaptiveBandwidth Share Estimation)濾波機制使得它對帶寬的估計較為準確。TCPff算法的基本思想是，在慢開始階段和擁塞避免階段，TCPff和TCP —樣，發送窗口的調整方法沒有發生變化，當網絡中發生擁塞時，用帶寬估計值BWE來動態調整擁塞窗口值cwnd和慢開始閾值ssthresh,擁塞控制機制為AIAD。(I)當發送端接收到三個重複ACK時,令ssthresh=(BWE*RTTmin)/seg_size (而並不是 Reno 的 ssthresh = cwnd/2)。其中，如果 cwnd>ssthresh,則 cwnd = ssthresh ；(2)當計時器發生 RTO 超時時，令 ssthresh=(BWE*RTTmin)/seg_size,(而並不是ssthresh=cwnd/2), cwnd=l。以上的擁塞控制機制都是基於帶寬估計的基礎上的，而帶寬估計算法也成為了該擁塞控制機制的關鍵。其中，採樣帶寬和相應到達的ACK的時間間隔bk=dk/ Δ k(7)(8)tk表示一個應答流ACK在tk時刻到達源端，Ak表示V1到tk的時間間隔，dk表示在的時間間隔內，TCP接收端所收到的數據流字節數，bk為時間間隔內的採樣帶寬，再採用指數加權滑動平均技術計算估計得到的當前帶寬值
權利要求
1.一種無線網絡中改進的TCPW擁塞控制方法，其特徵在於所述改進的TCPW擁塞控制方法包括以下步驟 步驟1，每次數據接收端接收到一個數據包後，都在其對應的應答包中打上一個時間戳，然後在數據發送端計算得到相鄰時間戳之差Ati ； 步驟2，根據網絡帶寬的定義，Ati時段內網絡的採樣帶寬值計算如下h,=(I);At1 公式(I)中，Cli表示在時間段Ati內，網絡中所傳輸的數據包大小； 步驟3，分別對時間戳之差和接收端在該時間段內接收到的數據包大小求滑動平均值AiJtWi 步驟4，基於步驟1-3，可以得到網絡中的當前採樣帶寬值b,=L·(2)K 步驟5，利用得到的採樣帶寬估計值和上次的可用帶寬估計值來計算得到當前網絡的可用帶寬值，用指數加權移動平均過濾器來進行平滑取值，具體如下 B1 = PB1^ + {I- β) (bl( 3 ) 其中，β表示平均值權值。
2.如權利要求I所述的無線網絡中改進的TCPW擁塞控制方法，其特徵在於在步驟I中，當數據發送端接收到應答包後，並不是記錄當前應答包的到達時間，而是提取出其應答包上的時間戳，相鄰到達的應答包中的時間戳之差Ati實際上就是上一個數據包在發送路徑上的發送時間；Δ(4) 在(4)式中，\為接收端接收到第i個數據包後，在返回應答包中打上的時間戳，Ati為相鄰到達的兩個時間戳之間的差值，也為第i個數據包在網絡中發送路徑上的發送時間。
3.如權利要求I或2所述的無線網絡中改進的TCPW擁塞控制方法，其特徵在於在步驟3中，計算時間戳之差滑動平均值和該時間段內接收到的數據包大小的滑動時，採用計算公式 Ati = at j + (I - α) ■ ti(5) di = ad + (I - a) ■ df(6) 其中，α表示平均值權值，為了反應網絡的瞬時變化對採樣帶寬估計的影響程度，此時的匕即為本發明條件下所求得的帶寬採樣估計值。
全文摘要
一種無線網絡中改進的TCPW擁塞控制方法，規定數據接收端每次接收到一個數據包後，都在其對應的應答包中打上一個時間戳，然後當數據發送端接收到應答包後，並不是記錄當前應答包的到達時間，而是提取出其應答包上的時間戳，得到的相鄰到達的應答包中的時間戳之差實際上就是上一個數據包在發送路徑上的發送時間；然後在發送端分別對確認到達的數據包大小和該數據包在發送路徑上面的發送時間求平均值，再根據他們的比值來得到帶寬採樣值。最後根據所得到的帶寬採樣值，使用指數加權移動平均過濾器平滑得到帶寬估計值。本發明提供一種更加準確估計當前實際可用帶寬值、有效提高網絡QoS的無線網絡中改進的TCPW擁塞控制方法。
文檔編號H04W28/02GK102711172SQ20121017176
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者劉琳琅, 岑躍峰, 王萬良, 蔣一波, 趙燕偉, 鄭建煒 申請人:浙江工業大學