LTE網(wǎng)絡(luò)中基于無線丟包感知的跨層擁塞控制方法.pdf

1、隨著4G/LTE（4 Generation/Long Term Evolution）網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展與部署以及無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能的進(jìn)一步提升，互聯(lián)網(wǎng)中的用戶數(shù)和應(yīng)用都出現(xiàn)爆炸性增長。在網(wǎng)絡(luò)帶寬提高的同時(shí)數(shù)據(jù)量也急劇增加，使得擁塞問題成為影響數(shù)據(jù)傳輸性能最重要的因素之一，在出現(xiàn)擁塞時(shí)如果不能及時(shí)有效的進(jìn)行控制，會嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。
　　與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)通常具大時(shí)延、帶寬不對稱、高誤碼率以及短期流多的特點(diǎn)，造成誤碼等非擁塞因素可能

2、成為丟包的主要原因，使得TCP協(xié)議在無線環(huán)境中受到很大限制，TCP Westwood（簡稱TCPW）是針對無線網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，但算法無法區(qū)分丟包類型，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)丟包時(shí)TCPW算法都會按照擁塞丟包來處理，采取相同的窗口減小策略；在擁塞避免階段發(fā)送窗口的增長方式仍然沿用盲目性的遞增機(jī)制，不能有效的緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞；并且在帶寬估計(jì)過程中沒有考慮ACK壓縮和報(bào)文到達(dá)突發(fā)性等因素的影響，往往會造成帶寬估計(jì)過高的問題，因此針對TCPW算法進(jìn)行改進(jìn)以

3、適應(yīng)復(fù)雜的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境一直是研究的熱點(diǎn)。
　　本文首先綜述了4G/LTE網(wǎng)絡(luò)的特征以及其面臨的問題，然后系統(tǒng)地闡述各種應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的擁塞控制協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上深入研究，主要研究成果如下：
　　針對傳統(tǒng)TCPW算法無法區(qū)分丟包類型的問題，提出了一種基于跨層的解決方案，借助無線鏈路控制層（Radio Link Control，RLC）的幫助，利用ARQ機(jī)制的ACK/NACK信息對無線鏈路質(zhì)量進(jìn)行估計(jì)，并根據(jù)無線鏈路質(zhì)量區(qū)

4、分丟包原因，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案能有效的區(qū)分丟包類型，并提高系統(tǒng)吞吐量。
　　針對TCPW算法窗口增長盲目性和單一性的問題，提出了一種改進(jìn)的擁塞控制算法，利用單向時(shí)延的變化趨勢來劃分網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁塞程度調(diào)整發(fā)送窗口的增長幅度，并在時(shí)延測量過程中通過跨層方法消除RLC層重傳機(jī)制帶來的附加時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的擁塞控制算法提高了帶寬資源利用率并降低網(wǎng)絡(luò)丟包率。
　　針對帶寬估計(jì)偏高的問題，改進(jìn)了帶寬