[发明专利]无线网络实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及无线通信过程中TCP传输性能优化技术领域，具体是指一种无线网络实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法。

背景技术

传统的通信网络传送数据的方式是节点转发，即除了数据的发送节点和接收节点以外的节点只负责路由，而不对数据内容做任何处理，中间节点扮演着转发器的角色。长期以来，人们普遍认为在中间节点上对传输的数据进行加工不会有任何收益，然而RAhlswede等人于2000年提出的网络编码理论彻底推翻了这种传统观点。

网络编码(NC)已经带来了巨大的益处，尤其在在无线通信领域中。网络编码可以被认为是传统路由协议在中间点和转寄信息包方面的延伸。网络编码的基本概念是在一个中间节点上许多信息包被聪明的编码成一个编码的信息包，然后再广播出去。这种处理的不仅对网络中的传输有好处，并且能丰富传输的信息。此外，使用网络编码后可以提高带宽的有效利用率从而提高网络的吞吐量。无线通信领域中带宽资源的有限使得人们对网络编码给予了高度的关注。

但是，在现有技术中，在网络编码的研究上还没有综合考虑TCP的动态性和无线随机调度的研究出现。

同时，在传统网络编码中，当一个节点得到传输的机会时，它首先寻找任何可以利用的编码机会。它仅仅使用从邻节点得到的接收报告来完成。换句话说，像这样的节点没有发送信道方面的信息的。而且，它没有为了适应信道改变TCP参数变化方面的信息。因此，这就使得节点查询到的很多编码机会都是假的，这就意味着由于信道错误预期接收者不能够接收或不能解码包。结果是TCP重传和超时使得性能降低。

不仅如此，在传统方法中还有一个稍有改进的网络编码方案。在这个方案中，当一个节点得到传输的机会时，它通过雇佣一个更高级的算法查找编码机会。在这个更高级的方法中，综合考虑从邻小区接收到的接收报告和信道条件来决定哪些包编码放在一起。这个方法保证了本地包包含在编码包中，编码包有好的链路质量。这就意味着接收者接收包的成功率高很多。同样，它通过雇佣速率适配而利用了瞬时链路条件。然而，它介绍在链路质量差时随机数据速率减半直到链路质量变好。这就导致了时常发生的TCP假的超时事件，从而降低了TCP性能。而且，如果当TCP发送速率很高时，链路质量低并且分配的信道速率低时，会发生拥塞，从而降低TCP性能。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够在无线通信过程中使得TCP传输性能最优、提高网络吞吐量、提高带宽的利用率、更好的利用无线资源、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的无线网络实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法。

为了实现上述的目的，本发明的无线网络实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法如下：

该无线网络中实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)无线网络系统中建立无线网络编码模型、无线信道模型和传输控制协议模型；

(2)根据无线信道模型和传输控制协议模型分别对无线网络系统的信道质量和传输控制协议动态性能进行评估处理；

(3)根据评估处理的结果对无线网络系统中的信道速率编码方式进行实时配置；

(4)无线网络系统中的中间节点根据无线网络编码模型选择确定一组TCP数据包进行编码处理；

(5)所述的中间节点对该组TCP数据包的发送者进行响应，并对编码处理后的数据包进行转发处理。

该无线网络中实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法中的建立无线网络编码模型，包括以下步骤：

(11)在无线网络系统的中间节点中建立本地数据信息包缓冲器，所述的本地数据信息包缓冲器中存储该中间节点从无线网络中监听接收到的数据包和由该中间节点自己产生且有时间间隔的数据包；

(12)在无线网络系统的中间节点中建立低优先级数据信息包缓冲器，所述的低优先级数据信息包缓冲器中存储该中间节点从无线网络中监听接收到的并非需要发送给其它节点的数据包。

该无线网络中实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法中的本地数据信息包缓冲器还进行以下处理操作：

(111)将所述的中间节点所监听接收到的编码过的数据包进行解码处理；

(112)根据该中间节点所监听接收到的数据包的状况创建接收报告，并共享给与该中间节点相邻的节点。

该无线网络中实现传输控制协议感知网络编码调度控制的方法中的建立无线信道模型，具体为：

根据以下公式建立无线信道模型P_e：