[发明专利]无线自组织网络中的传输层发送速率自适应调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域的方法，具体是一种无线自组织网络中的传输层发送速率自适应调整方法。

背景技术

无线自组织网络飞速发展，以WLAN(无线局域网)、无线传感器网络等形式广泛应用于生产生活实践。但是，在无线自组织网络的自身特性(比如隐藏终端、暴露终端、信道误码、拓扑变化等)的限制下，无线自组织网络的吞吐量、时延性能与有线网络相比有很大差距，尚不能满足人们对于大量数据传输的需求。端到端的吞吐量受限于有效信道带宽与空间信道复用率。但是将传统用于有线网络的TCP(传输控制)协议运行于无线自组织网络上所获得的端到端吞吐量相比于理论值有较大的差距。其原因是多方面的，包括隐藏终端引起的网络冲突，暴露终端引起的带宽浪费，网络拓扑变化引起的路由中断触发不必要的发送速率调整，发送端传输层的过度发送等。在以往的分析中，大多认为无线自组织网络的易错无线信道、MAC层接入冲突与路由协议降低了传输层端到端的吞吐量。由于无线自组织网络的时延带宽乘积比较小，TCP的过快增长速度直接导致了吞吐量的下降。Kitae Nahm 2005年在ACM MobiHoc会议发表的“TCP over multihop802.11 networks：issues and performance enhancement”(TCP在802.11网络中的问题与性能增强)一文中分析了基于丢包概率的TCP-NewReno(TCP协议Newreno版本，一种广泛应用的TCP协议)在无线自组织网络中的性能，并提出了分数窗口增长机制FeW，有效的提高了TCP-NewReno在无线自组织网络中的性能。

经对现有技术文献的检索发现，M.Berger等在发表于2006年的CERMA(电子、机器人与机械自动化会议)上的论文“A Performance Comparison of TCPProtocols over Mobile Ad Hoc Wireless Networks”(无线Ad Hoc网络中TCP协议的性能比较)，该文中比较了TCP-Vegas(TCP协议Vegas版本)，与TCP-NewReno(TCP协议Newreno版本)在无线网络中的吞吐量性能，TCP-Vegas是另外一种基于端到端时延的传输层协议，结果表明，前者吞吐量大于后者，但是，TCP-Vegas的性能却比Kitae Nahm提出的FeW算法差，对于如何提高其在无线自组织网络中的性能尚无相关报道。另外，TCP-Vegas的最小发送窗口大于等于1，发送窗口调整以整数为单位，并且每收到一个ACK调整一次发送速率，仿真结果表明，这会引起无线自组织网络的过载，从而增加冲突与拥塞，引起路由层的错误反应，增加网络额外负载，降低端到端吞吐量。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种无线自组织网络中的传输层发送速率自适应调整方法，即Vegas-W(无线TCP-Vegas协议)方法，使其支持小于1的发送窗口，发送端根据收到的ACK(确认)反映的网络状态信息，自适应的改变发送窗口大小与慢启动门限，提高其在无线自组织网络中的吞吐量性能。

本发明是通过如下技术方案实现的，包括如下具体步骤：

步骤一，增加速率控制定时器，实现小数发送窗口；

所述步骤一，具体为：当发送窗口W处于1并连续两次发生传输层超时，则启动小数发送窗口支持，将发送窗口设置为上次发送窗口的一半1/2，慢启动门限设为1，当发送窗口增加到大于1时，仍然按照整数窗口发送数据，在传输层与路由层之间增加一个速率控制定时器，当发送窗口W小于1时，启动速率控制定时器，定时周期为RTT/W，RTT为往返时间，当定时结束时，发送一个数据包，启动下一次定时；当发送窗口W大于1时，该速率控制定时器关闭，按照整数窗口发送数据，小数发送窗口支持阶段的发送速率增长机制与步骤二相同，但窗口增加的步长为1/2。

步骤二，在慢启动阶段，当收到的确认个数超过一个门限N_s时发送窗口W增加1，小于门限N_s时发送窗口保持不变；