无线Mesh网络中基于网络编码的多路径TCP研究

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无线网状网络作为一种新型的高容量和高速率网络,已经被广泛地应用到宽带家庭网络、交通系统、楼栋自动化以及监控系统等人们日常生活中的各个领域。多路径传输与网络编码作为无线网状网络研究的主要技术,可以有效地提高系统的吞吐量以及增加系统的稳定性。但是由于无线链路不稳定性,大大降低了多路径传输的性能,而给多路径TCP的研究带来极大的挑战。本文主要研究了网络编码以及多条链路发送数据的相关技术,并进一步分析采用多条链路传输时所引起的系统不稳定、网络传输的效率较差和系统吞吐量较低等问题的原因,然后提出相应的解决方案。研究的具体内容可以简略为如下几点:1.针对采用网络编码时会对TCP传输产生严重的延迟副作用的问题,提出一种同时结合多路径与网络编码技术的传输方式,即在无线网状网络中将多路径传输与网络编码相结合,再触发一种改进的拥塞控制机制,并采用一种绑定信用的算法用来控制无线节点的传输速度,提高了无线网状网络中系统的吞吐量,并增加了传输的稳定性。最后,在该传输方案中采用一种简单高效的算法估计丢包率,用以控制发送编码数据包的速率,减少了TCP的超时重传次数,降低了目的节点的解码延迟。2.针对传统并行多路径传输中子流间传输时延差较大的问题,提出一种自适应的多路径传输的拥塞控制方案,实时控制每条TCP流的拥塞窗口,使得多条链路中的各条子流之间传输的延迟差最小,极大地提高了多路径传输的有效吞吐量,并使得汇点所需接收缓存降到最小。3.针对当采用多条路径发送数据时,接收节点处的缓冲区会产生严重的堵塞情况,提出一种新的数据调度方案,使用了两个发送队列,将数据包合理的分配到各条子流中,同时根据子流性能的好坏来调节发送窗口的个数,从而能够大量地减小接收缓冲区的阻塞问题,并提高网络的吞吐量以及带宽利用率。
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