[发明专利]一种无线网络中改进的TCPW拥塞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网路拥塞控制领域，尤其是一种TCPW拥塞控制方法。

背景技术

目前，无线网络中的拥塞控制技术面临着许多困难。由于无线网络有终端可移动性、无线连接的自身的特性，使得链路的可靠性不高，而要想在高误码率、大延迟和终端频繁移动无线网络中运行现有的TCP协议，变得相对困难，数据传输有其不稳定性，拥塞现象也比较容易出现。因此，要想使得TCP协议能稳定地运行在无线网络中，有较好的网络吞吐量，并具有良好的鲁棒性和可扩展性，就必须对原有的协议进行相应的修改。

TCPW是一种端到端的拥塞控制算法，完全符合TCP协议的设计准则。在无线网络的数据传输过程中，它在一定程度上消除了由于数据随机丢失给网络带宽利用率带来的负面影响。TCPW的算法是一种基于带宽估计的算法，它主要是通过无线网络链路上的历史信息来估计当前网络的可用带宽值，这种历史信息一般包括发送的报文段信息和接收方收到的应答流信息。TCPW就是通过发送方来检查历史信息中的应答流信息来对当前连接的数据传输速率进行估计，从而对当前网络可用带宽进行估计的。它估计所得到的可用带宽值能实时的调整网络的传输现状，当网络中出现拥塞时，能够通过估计出的可用带宽值来调整拥塞窗口cwnd和慢开始阈值ssthresh，最后再采用和式增加积式减少的算法来调整发送到网络中的分组大小，从而达到控制拥塞现象的目的，提高TCP的性能。

TCPW采用了对网络带宽进行实时估计的思想，即发送方通过不断的计算接收方发出的返回应答流的时间间隔来对链路上的可用带宽进行估计。采用ABSE(Adaptive Bandwidth Share Estimation)滤波机制使得它对带宽的估计较为准确。

TCPW算法的基本思想是，在慢开始阶段和拥塞避免阶段，TCPW和TCP一样，发送窗口的调整方法没有发生变化，当网络中发生拥塞时，用带宽估计值BWE来动态调整拥塞窗口值cwnd和慢开始阈值ssthresh，拥塞控制机制为AIAD。

（1）当发送端接收到三个重复ACK时，令ssthresh=(BWE*RTT_min)/seg_size（而并不是Reno的ssthresh＝cwnd/2）。其中，如果cwnd>ssthresh，则cwnd＝ssthresh；

（2）当计时器发生RTO超时时，令ssthresh=(BWE*RTT_min)/seg_size，（而并不是ssthresh=cwnd/2），cwnd=1。

以上的拥塞控制机制都是基于带宽估计的基础上的，而带宽估计算法也成为了该拥塞控制机制的关键。

其中，采样带宽和相应到达的ACK的时间间隔：

b_k=d_k/Δ_k                    （7）

Δ_k=t_k-t_k-1                  （8）

t_k表示一个应答流ACK在t_k时刻到达源端，Δ_k表示t_k-1到t_k的时间间隔，d_k表示在Δ_k的时间间隔内，TCP接收端所收到的数据流字节数，b_k为Δ_k时间间隔内的采样带宽，再采用指数加权滑动平均技术计算估计得到的当前带宽值：