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基于GEO卫星链路丢包区分的TCP Westwood改进算法

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计算机应用 2008年第11期28卷 2763-2766,2770页

作者：王建峰黄国策康巧燕空军工程大学电讯工程学院西安710077

在分析TCP Westwood(TCPW)算法优缺点的基础上,针对其应用于同步轨道(GEO)卫星链路时存在的不足,结合Vegas、Veno及LogWestwood+等改进算法的优势,基于预测的下一时刻的网络带宽,把窗口调整与带宽利用情况相结合,提出了一种新的适合于GE... 详细信息

在分析TCP Westwood(TCPW)算法优缺点的基础上,针对其应用于同步轨道(GEO)卫星链路时存在的不足,结合Vegas、Veno及LogWestwood+等改进算法的优势,基于预测的下一时刻的网络带宽,把窗口调整与带宽利用情况相结合,提出了一种新的适合于GEO卫星链路的基于丢包区分的TCP Westwood改进算法。改进算法将每个阶段的窗口调整与带宽估计、网络状态紧密联系起来,结合网络状态和带宽估计判断拥塞窗口的合理性,动态地调整拥塞窗口,使拥塞即将发生时,窗口能及时下降到适宜的水平,尽量避免由于拥塞而导致的分组丢失。仿真结果表明,改进算法提高了TCP westwood在GEO卫星链路中应用时的性能,具有较好的吞吐量、公平性、友好性和较低的丢包率。

关键词：同步轨道卫星拥塞控制 TCP Westwood 丢包区分带宽估计

基于丢包区分及共享瓶颈的MPTCP拥塞控制算法

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计算机工程与设计 2016年第3期37卷 571-576页

作者：黄宏程陆卫金刘建星胡敏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

为有效利用非共享瓶颈链路处的网络资源并解决多路径传输控制协议(multipath TCP,MPTCP)应用在异构网络中缺少丢包区分机制导致拥塞窗口急剧下滑等问题,提出一种基于子流丢包区分及共享瓶颈的MPTCP拥塞控制算法。通过检测MPTCP中子流共... 详细信息

为有效利用非共享瓶颈链路处的网络资源并解决多路径传输控制协议(multipath TCP,MPTCP)应用在异构网络中缺少丢包区分机制导致拥塞窗口急剧下滑等问题,提出一种基于子流丢包区分及共享瓶颈的MPTCP拥塞控制算法。通过检测MPTCP中子流共享瓶颈的情况,进行动态地调整拥塞窗口,充分利用非共享瓶颈链路处的网络资源;在MPTCP应用于异构网络时,引入丢包区分机制,避免因非拥塞丢包浪费网络资源。实验结果表明,与现有MPTCP拥塞控制算法相比,该算法确保了共享瓶颈公平性,改善了网络的吞吐量性能。

关键词：多路径传输控制协议拥塞控制共享瓶颈丢包区分吞吐量

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基于模糊单类支持向量机的丢包区分算法

空军工程大学学报（自然科学版） 2012年第3期13卷 70-74页

作者：麻海圆孟相如李哲温祥西朱子健空军工程大学信息与导航学院 94303部队空军工程大学

针对现有丢包区分算法难以获取先验知识和不具有推广性的问题,通过对模糊单类支持向量机的改进提出一种新的丢包区分算法。该算法根据无线误码丢包与按序到达包的时延特征分布一致的特点,由按序到达包的时延特征构成训练集,从而将区分... 详细信息

针对现有丢包区分算法难以获取先验知识和不具有推广性的问题,通过对模糊单类支持向量机的改进提出一种新的丢包区分算法。该算法根据无线误码丢包与按序到达包的时延特征分布一致的特点,由按序到达包的时延特征构成训练集,从而将区分误码丢包和拥塞丢包的二分类问题转化为判断丢包是否为误码丢包的单分类问题。由于无需采集两类丢包样本,解决了难以获取先验知识的问题,使新算法能实现在线的模型训练和丢包区分,具有很好的推广能力。仿真结果显示,新算法区分效果良好,提高了无线网络的传输效率。

关键词：拥塞控制丢包区分支持向量机模糊隶属度

有线—无线网络中基于丢包区分的TCP改进研究

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有线—无线网络中基于丢包区分的TCP改进研究

作者：朱庆华中南大学

学位级别：硕士

TCP是基于有线网络而设计的,并认为网络发生的丢包是拥塞丢包。但是,无线网络常常伴随着无线发送错误丢包。在这种情况下启动拥塞控制机制就必然减小发送端的拥塞窗口。丢包区分的目的,就是对丢包原因进行区分,避免无视丢包原因而采取... 详细信息

TCP是基于有线网络而设计的,并认为网络发生的丢包是拥塞丢包。但是,无线网络常常伴随着无线发送错误丢包。在这种情况下启动拥塞控制机制就必然减小发送端的拥塞窗口。丢包区分的目的,就是对丢包原因进行区分,避免无视丢包原因而采取过激的拥塞控制机制,从而提高网络性能。本文首先讨论了吞吐量的相关信息,找出了TCP在无线网络中性能低下的原因,是缺乏区分丢包和对不同的丢包进行相应的处理;接着对一些丢包区分的思想进行归纳和分析,得出ABQM丢包区分思想能够反映网络状况的变化。在此基础之上,本文做了如下工作:首先为了保证在标记间隔内只有一个out分组,提出一种自适应调整机制。这种机制采用AIMD(1,α)来调节标记间隔,变动乘性因子α是根据3次统计中out丢失分组个数来变化,使标记间隔反映网络的实际状况。其次对于连续丢包还是单个丢包的情况下,提出就近原则算法来区分丢包。通过丢失分组前接收到的最大序列号分组的标记、标记间隔、序列号和丢失分组的序列号,接收端可以计算出丢失分组的标记。再次提出了在发送端标记间隔赋值方式,为了保证丢包区分的准确性,对标记间隔变化范围进行了确定,在不同环境中得到了最大标记间隔等于瓶颈链路缓存队列容纳分组最大个数。由此得到了A+BQM丢包区分方法。实验表明,不管在有没有无线错误丢包下,A+BQM方法不仅能够提高网络的性能,而且也具有比较高的准确率、健壮性和公平性。

关键词：有线/无线网络丢包区分 AIMD 自适应调节区分队列

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卫星网络中基于丢包区分的TCP跨层改进

计算机工程 2012年第15期38卷 97-99,107页

作者：刘海燕周华宇魏德宾辽宁省通信网络与信息处理重点实验室大连大学信息工程学院辽宁大连116622

为解决TCP-Casablanca算法在卫星网络中无错误控制机制的问题,提出一种适合卫星网络的新算法——BQM_Sat。该算法在丢包区分方法的基础上,根据ACK的反馈情况跨层判断信道误码状况,并实现物理层调制方式的跨层自适应,可满足传输系统对于... 详细信息

为解决TCP-Casablanca算法在卫星网络中无错误控制机制的问题,提出一种适合卫星网络的新算法——BQM_Sat。该算法在丢包区分方法的基础上,根据ACK的反馈情况跨层判断信道误码状况,并实现物理层调制方式的跨层自适应,可满足传输系统对于发送速率或抗噪性能的要求。仿真结果表明,BQM_Sat算法能提高卫星网络的吞吐量及链路的带宽占用率,保证网络的稳定性。

关键词：卫星网络 TCP跨层改进丢包区分区分队列管理链路错误控制

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基于丢包区分的TCP拥塞控制算法研究

基于丢包区分的TCP拥塞控制算法研究

作者：丁囡电子科技大学

学位级别：硕士

在互联网不断发展的同时,多种无线通讯技术也逐步成熟,无线网络以其灵活、高效、便利的优势迅速融入全球互联网络,因而互联网络出现了无线和有线混合化的特性。然而,传统的针对有线网络设计的TCP协议在应用于有线/无线异构网络中时,不... 详细信息

在互联网不断发展的同时,多种无线通讯技术也逐步成熟,无线网络以其灵活、高效、便利的优势迅速融入全球互联网络,因而互联网络出现了无线和有线混合化的特性。然而,传统的针对有线网络设计的TCP协议在应用于有线/无线异构网络中时,不仅存在拥塞丢包,还会因无线链路的比特误码、信道衰落、噪声干扰等产生频繁的无线随机丢包,传统TCP协议会将所有数据包丢失均归因于网络拥塞,盲目降低拥塞窗口进行流量控制,势必导致TCP性能的恶化。因此,在有线/无线异构网络中通过有效的丢包区分机制有针对性地对网络进行拥塞控制,是优化TCP性能的一个关键,具有重大研究意义。本文针对现有TCP协议在高比特误码的有线/无线异构网络环境下TCP性能恶化的问题,分别围绕端到端丢包区分、显式拥塞反馈以及跨层联合优化等策略进行研究与算法改进,主要研究工作及创新如下:(1)为了更准确地区分丢包,本文提出了一种基于动态往返时延抖动的丢包区分算法,采用与网络状态变化相适应的动态滤波权值来平滑实时采集的往返时延抖动样本,计算网络拥塞标识,从而详细划分拥塞等级,并根据预测的拥塞等级区分丢包、调整拥塞窗口。经NS2仿真验证,该算法的性能比现有TCP有较大提升。(2)为克服依靠单一测度进行丢包区分的局限性与消减反向链路拥塞的影响,本文提出了一种基于时间戳的相对单向时延的丢包区分算法,同时联合相对单向时延差、瓶颈链路中排队的数据包个数、以及网络实时吞吐量等多个端到端测度,更全面地估测网络拥塞程度。实验证明,该算法的性能在高误码率以及反向链路拥塞的情况下均得到了有效提高。(3)提出了一种基于ECN拥塞概率与端测度跨层联合的丢包区分方法,改进算法为了提高端系统对拥塞感知的准确性,首先依据在源端统计的最近一段时间返回的带有ECN反馈标记的ACK的概率,实时预测拥塞概率,降低非实时性对反馈的影响;其次通过基于ECN的拥塞概率与多个端测度的联合判断更加充分地识别丢包原因,实现了网络层与传输层的跨层优化。仿真结果表明,该算法已有方案相比,能达到更高的吞吐量、更好的稳定性,同时兼顾友好性与公平性。

关键词：丢包区分 TCP拥塞控制端到端 ECN 跨层优化

LEO卫星网络中基于TCP拥塞控制机制的丢包区分的研究

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LEO卫星网络中基于TCP拥塞控制机制的丢包区分的研究

作者：朱巧第北京邮电大学

学位级别：硕士

丢包区分一直是TCP拥塞控制的研究热点和棘手问题。由于LEO卫星网络的高动态性使得数据包丢失概率急剧增加。若无法准确判别数据包丢失类型,采用不恰当的窗口调整策略,将严重影响数据包传输速率,无法高效利用网络带宽。此外,相比于地面... 详细信息

丢包区分一直是TCP拥塞控制的研究热点和棘手问题。由于LEO卫星网络的高动态性使得数据包丢失概率急剧增加。若无法准确判别数据包丢失类型,采用不恰当的窗口调整策略,将严重影响数据包传输速率,无法高效利用网络带宽。此外,相比于地面网络,这种高动态性导致的数据流概念漂移问题更加严重,极大的影响丢包区分模型的精度。本文基于TCP拥塞控制机制,通过构建概念漂移检测模型解决样本分布变化对丢包区分模型的影响,提出一个适用于LEO卫星网络的丢包区分机制。本文的工作概括如下:1)本文针对于数据样本中存在的概念漂移问题,构建一个概念向量模型,将数据样本中单独的特征映射成联合的概念向量。从向量的层面出发,根据概念向量间样本特征的相关性将向量聚类分簇,相应的训练概念漂移检测模型。为了更加灵敏的检测到概念漂移发生的时间点,本文提出双阈值概念漂移判决准则,基于样本分布变化的不同程度判决漂移状态。2)相比与概念漂移,样本数量失衡同样影响分类模型的精度。在数据包丢失类型判断中,主要分为拥塞丢包和无线错误丢包两种情况。现实问题中,拥塞丢包发生的概率远大于无线错误丢包。故本文针对这一问题提出了一个数据去失衡算法。通过为失衡样本设置惩罚因子,基于多数样本下采样消除样本间的失衡问题,并构建样本去失衡模型。3)解决了数据中的概念漂移与失衡问题后,本文构建用于丢包类型区分的集成分类模型。通过在线和离线学习,训练包含多个基分类器和一个朴素贝叶斯分类器的集成分类器。并提出了一个基分类器权重自适应更新算法,发生概念漂移则训练新的分类器。最后设计ACK头部ELN和CE标志位完成丢包区分结果的反馈机制,完成端到端丢包区分和拥塞控制。在ns-2实验仿真中,与单模型的机器学习分类算法比较,本文提出的分类模型拥有更优的AUC,可达0.9885;与传统的TCP协议相比较,丢包分类精度超过了 98%;与现有的用于卫星网络的协议相比,本文提出的基于丢包区分的TCP协议不仅具有很好的公平性而且吞吐率也有很大的提升。

关键词： LEO卫星网络 TCP拥塞控制丢包区分概念漂移集成分类模型

基于发送方丢包区分机制的车联网退避算法研究

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基于发送方丢包区分机制的车联网退避算法研究

作者：杜京涛内蒙古大学

学位级别：硕士

在车联网协议中,正确判断数据帧丢失类型并采用合理的处理方法对提升协议性能具有重要意义。本文在深入研究IEEE 802.11p协议的基础上,针对传统丢包区分算法在节点密集且高速运动的场景下表现不佳的问题,提出了一种基于发送方的丢包区... 详细信息

在车联网协议中,正确判断数据帧丢失类型并采用合理的处理方法对提升协议性能具有重要意义。本文在深入研究IEEE 802.11p协议的基础上,针对传统丢包区分算法在节点密集且高速运动的场景下表现不佳的问题,提出了一种基于发送方的丢包区分算法,并据此分别对MAC层单播模式和广播模式退避算法进行了改进。首先本文提出了一种丢包区分算法,由发送方独立完成,通过探测信噪比和周围节点数,构建数学模型,预测碰撞丢包概率和弱信号丢包概率,进而判断丢包类型。该算法解决了传统算法在区分丢包类型时需要反复交换数据,增加额外网络开销的问题,同时还可以直接应用于广播模式中,解决广播模式无法判断信道环境等问题。仿真验证表明,算法在不修改数据帧格式、不添加其他控制帧的情况下,判断准确率达到95.59%。针对IEEE 802.11p MAC层在移动车辆节点密集时性能表现不佳的问题,本文提出了基于丢包区分算法的协议改进方案。在单播模式中,计算了改进算法中发送概率和碰撞概率,算法根据不同的丢包类型调整退避窗口和MCS值。从仿真分析可以得到,具有丢包区分机制的单播退避算法能够很好的适应环境,特别是在车辆节点较为密集的环境中显著提高了系统性能。针对IEEE 802.11p广播模式下无法根据周围环境做出合理调整的缺陷,本文提出了一种基于车辆节点数的自适应退避算法,并根据丢包区分算法使MAC层在适当的时候采用“两帧连传”的方式,该算法在时延合理的条件下,提高了数据传输的准确率。

关键词：车联网 MAC协议丢包区分退避算法

基于丢包区分的IEEE 802.11 MAC改进协议

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湖南城市学院学报（自然科学版） 2016年第3期25卷 62-65页

作者：王涛雷婷周建存湖南城市学院湖南益阳413000 成都工业学院四川成都611730

IEEE 802.11标准对于丢包的处理流程导致在出现丢包时性能下降。本文提出一种基于丢包区分的改进协议LD-MAC。该协议在对丢包原因进行区分的基础上,在冲突丢包时只进行指数退避,在弱信号丢包时只进行速率自适应调整,从而获得性能改进。... 详细信息

IEEE 802.11标准对于丢包的处理流程导致在出现丢包时性能下降。本文提出一种基于丢包区分的改进协议LD-MAC。该协议在对丢包原因进行区分的基础上,在冲突丢包时只进行指数退避,在弱信号丢包时只进行速率自适应调整,从而获得性能改进。实际实验结果验证了LD-MAC协议的性能提升。

关键词： 802.11 WLAN 丢包区分 MAC协议