基于統(tǒng)計(jì)過程控制的傳輸控制協(xié)議TCP SPC.pdf

1、隨著無線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，研究無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)具有越來越大的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其中，如何提高無線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制協(xié)議的性能是無線網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要課題。 傳統(tǒng)TCP協(xié)議在無線網(wǎng)絡(luò)中的性能表現(xiàn)不佳，其根本原因在于無線網(wǎng)絡(luò)中的無線鏈路高錯(cuò)誤率。針對(duì)此問題，我們將統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)方法與網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制相結(jié)合，提出了基于統(tǒng)計(jì)過程控制的傳輸控制協(xié)議TCP SPC。它的提出是將統(tǒng)計(jì)科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合的一次新的嘗試。TCP

2、 SPC協(xié)議將RTT作為網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)的反饋信息，根據(jù)RTT的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和SPC方法來監(jiān)測(cè)RTT的變化，進(jìn)而判斷無線網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀態(tài)。 本文首先分析了使用RTT作為網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)反饋信息的優(yōu)點(diǎn)和合理性，并使用仿真的方法驗(yàn)證了合理使用SPC方法的前提：RTT在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載一定的情況下基本服從正態(tài)分布。隨后，我們介紹了TCP SPC協(xié)議的擁塞控制原理。TCP SPC協(xié)議在假設(shè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載一定的前提下，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中RTT分布的參數(shù)估計(jì)值和SPC方法使用

3、的控制值。為準(zhǔn)確地判斷網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)，我們使用控制圖和一系列網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)判據(jù)集對(duì)RTT變化模式進(jìn)行描述和監(jiān)測(cè)。RTT變化模式滿足不同的判據(jù)集就表明網(wǎng)絡(luò)處于不同的擁塞狀態(tài)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)所處的不同狀態(tài)，TCP SPC采用不同的方式調(diào)整擁塞窗口值，從而達(dá)到擁塞控制的目的。這種擁塞控制方法能夠很好地克服無線鏈路錯(cuò)誤丟包帶來的不良影響。同時(shí)，使用SPC方法也從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上保證了其對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。 在QualNet仿真環(huán)境中，我們?cè)赥CP