[发明专利]基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制

权利要求书

1.一种基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于包括以下步骤：

1)针对多跳Ad Hoc网络，由底层参数结合跨层吞吐量模型计算当前阶段网络所承载的理论吞吐量状态，作为后续拥塞控制重要依据；

2)TCP传输数据过程中，由于网络环境和业务具有高度的动态特性，使得协议对现有环境状态的认知度降低，利用灰色预测器和残差修正，挖掘穷吞吐量数据的潜在信息，作为下一阶段拥塞避免机制的决策依据；

3)在吞吐量一定的情况下，为使拥塞窗口参数变化率充分匹配网络状态，往返延时在拥塞避免阶段被反向量化为参数变化率：

其中RTT_min和RTT_max分别代表一个拥塞控制时隙内的最小和最大往返时延，BRTT代表最大和最小时延之间的差值，即BRTT＝RTT_max-RTT_min，bl和q_α将导致函数(1)拥有不同的基线和斜率；

4)为提升传播延迟量化器的准确性，利用Sarsa策略搜索最优量化器，将跨层吞吐量评价各决策对环境造成的影响，动态规划和搜索最优决策因子，达到最优控制的目的。

2.根据权利要求1、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：如所述步骤1)中，跨层吞吐量模型结合了TCP层、MAC层DCF机制、队列管理RED机制中的延迟和丢包率。

3.根据权利要求1、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：如所述步骤2)中，灰色预测器采用经典GM(1，1)模型，其输入是网络前t个阶段的吞吐量，记为d^o＝{Th(1)，Th(2)，…，Th(t)}，其GM(1，1)模型吞吐量预测输出为

4.根据权利要求1、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：如所述步骤2)中，残差修正为提升t+1阶段的吞吐量预测准确性，被定义为t阶段的预测量与实际t阶段吞吐量Th(t)的差值比，定义式为将该差值序列dε^o＝{dε^o(1)，dε^o(2)，…，dε^o(t)}进行GM(1，1)建模，其输出定义为

5.根据权利要求3、或 4、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：灰色预测器的实际输出定义为：

6.根据权利要求1、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：如所述步骤2)中，t+1阶段拥塞避免机制的决策依据由Vegas中期望吞吐量(v_expect_)替代为灰色预测器输出gTh(t+1)。

7.根据权利要求1、、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：如所述步骤4)中，为使在拥塞避免阶段，设定合适的bl，拥塞避免阶段被视为一个有限状态的离散马尔可夫过程，利用Sarsa优化该决策问题。

8.根据权利要求7、所述的基于灰色吞吐量预测的无线Ad Hoc网络TCP拥塞避免机制，其特征在于：协议处于变化率不同的各个阶段状态s_t，执行动作集合中的bl_t使环境状态转移到s_t+1的状态，同时得到一个外部环境奖赏值r(s_t，bl_t)＝Th(t)，在状态s_t下选择能产生最大值函数的动作a_t。