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QoE-Driven Energy-Aware multipath Content Delivery Approach for MPtcp-Based Mobile Phones

China Communications 2017年第2期14卷 90-103页

作者： Yuanlong Cao Shengyang Chen Qinghua Liu Yi Zuo Hao Wang Minghe Huang School of Software Jiangxi Normal University Nanchang 330022 China Performance Engineering Laboratory Dublin City University Ireland Jiangxi innovation funds management center for small and medium-sized enterprises Nanchang 330046 China

Mobile phones equipped with multiple wireless interfaces can increase their goodput performance by making use of concurrent transmissions over multiple paths, enabled by the multipath tcp （MPtcp）. However, utilizing MPtcp for data delivery may generally result in higher energy consumption, while the battery power of a mobile phone is limited. Thus, how to optimize the energy usage becomes very crucial and urgent. In this paper, we propose MPtcp-QE, a nov- el quality of experience （QoE）-driven energy-aware multipath content delivery approach for MPtcp-based mobile phones. The main idea of MPtcp-QE is described as follows： it first provides an application rate-aware energy-efficient subflow management strategy to tradeoff throughput performance and energy consumption for mobile phones; then uses an available bandwidth-aware congestion window fast recovery strategy to make a sender avoid unnecessary stow-start and utilize wireless resource quickly; and further introduces a novel receiver-driven energy-efficient SACK strategy to help a receiver possible to detect SACK loss timely and trigger loss recovery in a more energy-efficient way. The simulation results show that with the MPtcp-QE, the energy usage is enhanced while the performance level is maintained compared to existing MPtcp solutions.

关键词： energy consumption video transport multipath tcp traffic offioading

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MPtcp拥塞控制算法的设计与实现

MPTCP拥塞控制算法的设计与实现

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作者：樊帅大连理工大学

学位级别：硕士

现如今智能手机和其他移动终端越来越流行,很多移动设备都安装了多个网络接口。比如,智能手机通常都有3G和WIFI两个网络适配器,很多笔记本电脑一般都配置了有线(Ethernet)和无线(WIFI)两个网络接口。另外,计算机网络中的很多网络设备都... 详细信息

现如今智能手机和其他移动终端越来越流行,很多移动设备都安装了多个网络接口。比如,智能手机通常都有3G和WIFI两个网络适配器,很多笔记本电脑一般都配置了有线(Ethernet)和无线(WIFI)两个网络接口。另外,计算机网络中的很多网络设备都存在大量的冗余以确保网络的鲁棒性。因此,人们提出了很多方案,用来同时使用端到端之间的多条路径,以提供网络的性能和可用性。MPtcp (multipath tcp)是tcp协议的扩展,可支持多条路径同时传输数据,自从被IETF标准化以后,受到了广泛的关注,并被应用于现实的网络环境中。 MPtcp支持多条路径的同时传输,但是也面临着比tcp中更加复杂的考验。MPtcp一方面要提供更高的网络吞吐量,另一方面,在与tcp共存时,还要保证对传统tcp的公平性。因此,需要MPtcp采用不同于tcp的拥塞控制算法和策略,用来在网络吞吐量和网络资源的公平性上做出权衡。本文分析和比较了现有的MPtcp拥塞控制算法,并在此基础上,提出了一种基于带宽评估(Bandwidth Estimation)和机会链接增长(Opportunistic Linked Increases)的拥塞控制算法BE-OLIA。论文的主要内容和贡献如下： (1)分析了当前多路径传输面临的机遇和挑战,比较和分析了现有的多种MPtcp拥塞控制算法。 (2)建立了一种基于带宽评估和机会链接增长的拥塞控制模型,该模型利用多条路径的丢包率和数据包往返时间,动态的选择网络拥塞状况较好的路径进行数据的传输。并且,模型中还通过估计路径的带宽,来对路径上的拥塞窗口的增长进行适当的调整,以减少路径上拥塞的发生,提供网络的吞吐量。最后,给出了基于该模型的拥塞控制算法BE-OLIA。 (3)参考网络吞吐量评估模型,给出MPtcp中路径上的吞吐量变化趋势。根据该趋势预测路径上的拥塞状况,并且结合路径上的带宽条件,对拥塞窗口的增长进行一定的调整,减少拥塞的发生。最后,使用该方法对BE-OLIA算法进行了改进,得到新的拥塞控制算法IBE-OLIA。 (4)在NS-3网络仿真平台中实现了文中提出的BE-OLIA算法和IBE-OLIA算法,并进行了仿真实验,仿真实验结果显示文中的拥塞控制算法相比现有的算法有一定的提高,能够对网络吞吐量带来一定的提升。

关键词： multipath tcp MPtcp 拥塞控制 MPtcp拥塞避免

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