异构网络多径并行传输中发送端数据分配方案研究

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随着各种接入技术和标准的不断演进以及用户多样化应用需求的不断出现,各种采用不同接入技术的无线网络正在被运营商快速地部署在各种应用场景中。在多种无线网络同时覆盖的异构网络场景下,终端可同时通过多个接口使用多条路径传输数据,从而充分利用系统中的有效带宽,提高数据传输速率。然而多条路径在带宽、时延、能耗等方面存在的差异,使得经不同路径传输的、属于同一流的数据包乱序到达接收端,导致接收缓存阻塞,系统吞吐量降低。为减轻由于路径差异造成的数据乱序问题对异构网络多径并行传输CMT(Concurrent Multipath Transfer)系统传输性能产生的影响,提出一种发送端数据分配方案DDMTCP。方案首先在现有时延预测模型的基础上考虑路径容量的影响,提出一个准确的前向传输时延预测模型,根据预测值为系统中的路径分配数据;在进行数据分配时,首先进行待分配路径的选择,为了充分利用系统中的空闲带宽,选择系统当前状态下路径容量不为0的时延最小路径作为待分配路径;然后计算为待分配路径分配的数据包对应DSN编号,即计算经待分配路径传输的数据包到达接收端之前,有多少个数据包会经路径容量为0时延却小于待分配路径的路径先于该数据包到达接收端,跳过这些数据包取发送缓存区中对应DSN编号的数据包分配给待分配路径。仿真结果表明发送端使用本文方案为各路径分配数据可有效减轻接收端数据包乱序程度,提高系统吞吐量。在上述分配方案的基础上,提出一种提高能量利用率的发送端数据分配方案IEMTCP。首先通过分析数据包在系统中的传输过程建立一个路径能耗计算模型;然后根据所得路径能耗值设计一个新的与能耗相关的拥塞窗口调整策略,策略的目标是通过增加能耗较小路径每次拥塞窗口更新之后的路径容量,来增加路径的传输能力;最后通过定义一个与能耗和传输速率相关的路径评价因子,采用DDMTCP中的计算DSN编号方法为各路径分配数据包。仿真结果表明,使用本文方案为路径分配数据包可以在不牺牲系统吞吐量的前提下降低系统能耗。
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