异构无线网络中多路径并行传输调度算法以及重传算法设计

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随着多种无线技术的飞速发展,异构无线网络已经成为未来无线网络的发展趋势。在异构无线网络中,多种无线接入方式并存,跨子网寻路问题、网络选择问题等都是异构无线网络中的研究热点。多路径并行传输技术(Concurrent multipath transfer, CMT)能够有效的提高网络数据吞吐量、资源利用率以及系统的鲁棒性,是一种重要的网络技术。因此,研究异构无线网络中的多路径并行传输技术对提高异构无线网络传输性能具有重要的意义。然而并行传输会导致严重的重排序问题,在异构无线网络中尤为严重。重排序问题不仅会造成严重的接收端缓存问题还会带来不必要的丢包与重传。因此对异构无线网络多路径并行传输中调度算法以及重传技术进行研究,能有效提高传输效率并且降低重排序问题带来的影响。为此,本文做了如下研究,主要研究内容以及创新如下:现有数据包调度机制中,为了增大发送效率,数据包会在发送缓存中等待发送。因此,利用当前时刻网络状态进行调度的数据包不能立即传输到网络中,这种问题即是过时调度。现有包调度的调度单元比较小,包调度的有效时间通常也比较短。因此本文提出使用数据块作为调度的基本单位,通过预测数据块到达接收端的时间,设计一种数据块调度算法。为了确定数据块的大小,本文引入了数据传输单元这一概念。通过确定不同路径数据传输单元的大小以及数据传输单元的个数,数据块的大小就可以被确定。为了验证数据块调度算法的性能,本文在NS2仿真平台下搭建了仿真环境,仿真结果表明:相比于现有的数据包调度,当丢包率大于2%时,该块调度算法在吞吐量、平均端到端时延以及平均重排序时延方面的提高均大于5%。有效的重传算法可以有效的缓解接收端缓存阻塞,提高传输性能。在选择超时重传的路径时,现有重传算法并不能保证重传数据包尽快到达接收端。因此为了保证多路径并行传输的重传数据包能够尽快到达接收端,本文提出了基于历史记录的最短重传时间算法设计。通过对最小重传时延、min{max{路径历史超时时间}}以及最小重传间隔选择超时重传路径。最小重传时延可以基于当前路径信息,选出当前能尽快重传数据包的路径。当前信息无法做出决策时,转向对历史超时记录进行判断。仍无法决策时,随机选择。在NS2平台下,本文进行了仿真,仿真结果表明,本文提出的重传算法在32KB、64KB以及128KB等不同的接收缓存限制下都能取得较大的网络吞吐量并能有效降低接收端缓存阻塞,保证重传效率。本文最后对全文共进行了总结,并对下一步研究工作进行了展望。
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