[發明專利]一種車載通信網中基于模糊控制的TCP擁塞控制方法

無效

• 申請號: 201310142635.0
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103209434A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 謝顯中;王昭然;馬彬
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W40/04
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明主要涉及無線通信領域，尤其是關于車載通信網中TCP傳輸性能的問題。

背景技術

近年來，車輛的爆發式增長和無處不在的信息需求將通信網絡和交通網絡緊密結合起來，車載通信網由此應運而生，并成為一個研究熱點。車載通信網分為兩部分：RVC（Roadto?Vehicle?Communications，路車間通信）與IVC（Inter-Vehicle?Communication，車輛間通信）。RVC通過道路基礎設施或移動基站，使車輛接入互聯網，獲取網絡資源；而IVC通過在車輛上安裝無線通訊設備，使車輛之間能夠通過多跳的方式組成自組織網絡，即VANET（Vehicular?Ad?hoc?Network，車載自組織網絡）。

VANET是一種自組織的、結構開放的車輛間通信網絡，不僅具有移動自組織網絡動態、分布式、多跳等特點，還具有自身獨有的屬性，如車輛運動的高速性、網絡拓撲變化頻繁、運行軌跡可預測、無明顯的硬件約束等，這些屬性直接影響VANET環境中的傳輸性能，使得丟包增加、延遲增大。在VANET環境下，車輛運動受道路條件約束，其運行軌跡可預測，且車輛可獲取豐富的外部輔助信息，結合這些優點可以設計更為高效的、可靠的傳輸控制協議。

VANET中有許多安全信息相關的應用，對于這些應用有必要選擇可靠的傳輸協議，如TCP（Transmission?Control?Protocol，傳輸控制協議）。然而，傳統的TCP是基于有線信道設計的，由于有線環境下傳輸介質可靠性很高，傳統TCP及TCP的各種改進版本，如TCPReno、TCPNewReno、TCPVegas等，都認為丟包是由于網絡擁塞所致。而無線網絡中，由于信道質量不佳，分組丟失率高，如果采用有線TCP擁塞控制算法，將分組丟失都視為網絡擁塞的指示，必然導致整個網絡傳輸性能的嚴重降低。現已提出很多無線環境下的TCP的改進方案，如TCP?Veno（ChengPeng?Fu，SC．Liew“TCP?Veno：TCP?enhancement?for?transmission?over?wireless?access?networks”IEEE?Journal?of?Selected?Areas?in?Communication．2003，Vol.21(2)：216-228）是專門針對解決無線網絡環境中高誤碼率問題而提出的TCP改進方案，大量的試驗證明在小區蜂窩網和3G網絡中，TCP?Veno對網絡傳輸性能都有較大的改進。

在VANET環境下，由于其傳輸距離短而移動速度快，鏈路切換十分頻繁，頻繁的路由切換造成的分組丟失是影響TCP傳輸性能的重要原因。當節點快速移動造成路由中斷，會導致多個連續TCP數據包丟失，若發送端收不到ACK（Acknowledgment，確認信號），需要等待RTO（Retransmission?Time?Out，超時重傳時間）后開始重傳任務，同時可能觸發不必要擁塞控制進程。由此可見，若不能有效處理路由切換造成的丟包，將造成傳輸時延的增加，并帶來不合理的擁塞控制和重傳。在文獻（Marc?Bechler,Sven?Jaap,Lars?Wolf“An?Optimized?TCP?for?Internet?Access?of?Vehicular?Ad?Hoc?Networks”Lecture?Notes?in?Computer?Science,2005,Volume?3462,NETWORKING2005:869-880）中提出了基于代理機制的VANET環境下TCP優化方案：MCTP（Mobile?Control?Transport?Protocol，移動傳輸控制協議），該方案通過設置代理將端到端的TCP連接分離開，并在代理中對TCP傳輸性能進行優化，但是這種方案由于需要增加代理，實現較為復雜，兼容性也不夠好，而且這種方案沒有結合車載通信網運動趨勢可預測等特點，也沒有結合網絡層進行聯合優化。