[發明專利]一種適用于網絡編碼傳輸控制協議的補償重傳方法

有效

• 申請號: 201710588546.7
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107566083B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 董澤鋒;陳慶春;唐小虎;梁宏斌
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16;H04L1/18
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種適用于網絡編碼傳輸控制協議的補償重傳方法，包括：發送端對編碼報文進行編號，在編碼報文頭部附有編號字段Pid；發送端記錄每個編碼報文是由哪幾個原始報文組成的，接收端對于收到的每個編碼報文都需要回復確認應答ACK報文，在回復的ACK報文中附有字段Pid?reply；發送端根據Pid?reply、網絡編碼層確認序號和組成編碼包的原始數據包信息，間接獲知接收端譯碼矩陣信息；發送端根據接收端譯碼矩陣信息決定重傳哪些數據；發送端每收到ACK報文就啟動補償重傳方法。本發明通過網絡編碼層頭部的Pid和Pid?reply字段獲知接收端譯碼矩陣的信息，在合適的時機補償重傳若干數據包，以加快譯碼矩陣的譯碼進程，減少報文的傳輸時延。

技術領域

本發明涉及傳輸控制協議領域，具體涉及一種適用于網絡編碼傳輸控制協議的補償重傳方法。

背景技術

傳輸控制協議TCP由于能夠提供可靠的端到端傳輸服務，成為了互聯網下的一個基本傳輸協議。在實際的無線網絡應用中，在傳輸層普遍采用的依然是傳統的TCP協議，但是無線網絡的一些獨有特點也引發了嚴重的TCP性能下降問題，因為傳統TCP協議被設計成一旦發生丟包即認為網絡中發生擁塞，從而采取調整擁塞窗口、擁塞閾值、快速恢復等策略來應對。而在無線網絡中，不僅存在擁塞丟包，更多的情況下是由于無線傳輸特性不理想所導致的隨機丟包，TCP協議無法區分丟包發生的原因，采用了單一的擁塞策略處理丟包。對于非擁塞丟包，TCP協議仍然采用減小擁塞窗口來降低發送速率的策略進行處理的處理方式會導致吞吐量的下降和延遲的增加。事實上，對于無線傳輸不可靠引起的非擁塞丟包，TCP協議應該采取的正確措施是提高發送速率，而并非減小擁塞窗口。因此，如何在丟包率高、延時大的無線網絡中，提升現有TCP協議的傳輸性能就顯得尤為關鍵。

2011年，JK Sundararajan,D Shah,M Médard等人在文獻“Network coding meetsTCP:Theory and implementation(Proceedings of the IEEE,vol.99,pp.490-512,March,2011)”中首先提出了一種將網絡編碼與TCP進行結合的通信傳輸協議，該協議能夠有效地提升在丟包網絡中的通信傳輸質量。在將TCP協議與網絡編碼進行結合的過程中主要涉及到兩個內容：編碼機制與ACK確認機制。基于網絡編碼的傳輸控制協議在傳輸層(Transport Layer)和網絡層(Network Layer)之間插入一個網絡編碼(Network Coding)層，利用線性冗余編碼掩蓋鏈路中出現的丟包，阻止TCP擁塞控制算法的誤啟動，進而提高TCP在有損鏈路中的吞吐率。

基于網絡編碼的傳輸控制協議自被提出以來就引起了廣泛的關注，與以往對TCP協議的改進不同，由于無需對現有協議棧進行修改，適合大規模應用部署。在具體實現編碼傳輸控制協議時，可以在傳輸層(Transport Layer)和網絡層(Internet Layer)之間新增一個網絡編碼子層(Network Coding Sub-Layer)，利用線性冗余編碼掩蓋鏈路中出現的丟包，阻止TCP擁塞控制算法的誤啟動，提高TCP在有損鏈路中的吞吐率。