无线网络基于跨层ECN机制的拥塞控制技术研究

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在传统Internet迅速发展的同时,无线网络也以其独特的灵活性、便利性以及高效率的优势越来越频繁地走进人们的日常生活。然而无线网络中信道间存在干扰、带宽较低、随机错误率高等特点使得TCP协议在无线网络中应用时出现一系列问题:首先,TCP协议中缺乏有效的丢包区分机制;其次,TCP不能充分利用已有的无线带宽;除此之外,TCP在无线环境下的能量利用率不高。因此,传统的应用于有线网络中的TCP协议不能够直接移植到无线网络中。  本文首先对已有的拥塞测度方法进行了分类和详细介绍,并对主流拥塞测度方法进行了分析和比较。在此基础上,总结了跨层ECN技术有利于将无线MAC层信息及时有效地传递给发送端,这种方法是无线拥塞控制算法设计的发展方向。针对传统ECN中采用队列长度作为拥塞测度方法不能有效反映无线信道冲突和拥塞状态的问题,本文提出了采用RTS重传次数作为拥塞测度方法的跨层ECN算法CrossLayer ECN。  实验结果表明此算法能够和已有ECN机制融合,对后者进行补充,在有线/无线混合网络中提高TCP协议吞吐量及流与流之间的公平性。针对有线/无线混合网络中无线丢包和拥塞丢包的区分问题,本文提出了一种融合丢包信息、RTT信息和显式拥塞通告信息的端节点拥塞控制算法WM-TCP。该算法通过融合三种信息进行拥塞判断,全面考虑了无线网络和有线网络的特点,有效地区分了不同问题引起的丢包,充分地利用了无线带宽,对于瓶颈链路为无线链路的有线/无线混合网络,提高了网络利用率和吞吐量。同时,三种信息的结合可以避免单一拥塞检测模式在某些环境下产生的误判情况,从而降低了单方面信息错误对算法可靠性的影响。  本文最后对研究工作做了总结,并阐述了无线网络中拥塞控制技术的进一步研究方向。
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