基于模糊逻辑的单速率组播拥塞控制机制

分析了现有的单速率组播拥塞控制的优缺点,提出了一种基于模糊逻辑的单速率组播拥塞控制机制FSRMCC,在FSRMCC中接收端利用指数平滑预测模型预测期望速率,运用模糊判决器控制反馈信息的发送,减少反馈包的数量,发送端根据反馈信息通过模糊控制器及时调整发送速率,减少速率抖动;仿真表明,FSRMCC具有良好的TCP友好性、速率平滑性、响应性以及可扩展性,适用于流媒体组播业务的传输.     

基于自适应加权平均的TCP友好拥塞控制机制

TCP友好拥塞控制是保证实时媒体流和组播业务在Internet广泛应用的关键技术.基于收端TCP模拟方案TEAR(TCP emulation at receivers),提出了一个根据丢包类型和当前拥塞周期的持续时间动态调整加权平均参数的拥塞控制机制,称为自适应TCP友好拥塞控制方案ATFCC(adaptive TCP-Friendly congestion control).仿真结果表明,ATFCC方案在速率平滑程度和TCP友好性方面的性能优于TCP友好速率控制协议TFRC(TCP-Friendly rate control).     

有线无线网络TCP友好流媒体拥塞控制机制

在TCP友好拥塞控制方法比较基础上,为了实现流媒体平滑传输以及保证TCP流友好性,提出了TCP友好速率控制算法WTFCC。该算法能够在接收端区分网络拥塞丢包和链路错误随机丢包,准确判断网络拥塞状况;结合接收端缓存区占用程度,自适应实施多级速率调节。仿真实验结果表明,该机制对TCP流是友好的,并且保障了媒体播放质量,在有线无线混和网络中具有很好的性能。     

在接收端模拟TCP的组播拥塞控制协议

提出了一种在接收端模拟TCP行为的组播拥塞控制协议TEARM。该协议在每个接收端独立地维护拥塞窗口并模拟TCP协议来改变窗口大小，其后将窗口值转换为期望速率，反馈给发送端，其中反馈的速率为一段时间内的加权平均。此外，使用了基于代表的机制来抑制反馈，并使用了历史打折机制来提高协议的响应性。仿真表明，该协议具有良好的TCP公平性、速率平滑性、可扩展性以及响应性，适用于流媒体组播业务的传输。     

一种改进的多速率组播拥塞控制协议DAMCC

提出了一种新的动态分配带宽的多速率组播拥塞控制策略(DAMCC).针对当前使用的多速率组播拥塞控制策略RLC调整速率粒度粗糙、接收端带宽的利用不充分的问题,DAMCC设计了动态分段计算增强层的速率算法.执行DAMCC的接收端,根据反馈的响应信息计算网络往返延迟(RTT),进而计算自身的TCP友好速率,以相应的速率接收组播数据,达到与TCP流公平竞争网络资源的目的.仿真实验表明,该拥塞控制策略比分层组播控制常用的典型策略(RLC)更有效地利用网络带宽,解决网络带宽的异构性问题,并能通过接收端计算TCP友好速率,使接收端达到与TCP流公平竞争网络资源的目的.     

用于流媒体的平滑传输控制协议

为减小传输流媒体业务时的速率抖动,提出一种平滑传输控制协议（Smooth Transmission Control Protocol）。该协议的速率控制主要在接收端实现：接收端不断检测丢包,如果发生丢包,就通过丢包率和当前的发送速率估算端到端的实际传输能力,依据纯属能力减小发送速率;如果没有发生丢包,则模拟TCP的和式增加策略以提高发送速率。使用丢失率降低发送速率,避免了TCP中积式减小的过激行为,减小了速率抖动,获得平滑的发送速率。仿真实验表明,STCP发送速率平滑,时延抖动小,具有TCP友好性,适用于流媒体的传输控制。     

基于缓冲区控制的TCP友好速率控制机制

TFRC因没有考虑流媒体传输过程中发送速率对接收端缓冲区的影响,导致其在保证TCP友好性的前提下盲目的增长发送速率,造成缓冲区溢出、占用过多的带宽等问题.由此在TFRC基础上提出了基于缓冲区控制的TCP友好速率控制机制BC-TFRC.该机制的发送端在传输过程中根据接收端反馈的缓冲区水位状态和自身检测的网络状态调整发送速率.实验结果表明,BC-TFRC能解决TFRC存在的问题,在保证流媒体播放质量的同时又不多占用网络带宽.     

基于源端的流媒体单播拥塞控制算法

提出一种基于源端的单播拥塞控制算法。该算法的基木思想是对注入网络的码率进行限制,上限是为了保证TCP友好性,即TCP数据流的最大发送速率;下限是保证多媒体数据流的传输质量而给定的最低发送速率,这个速率开始时是根据应用由发送端指定的。同时设计一个可容忍暂态计时器Timer,用来将最低发送速率状态的持续时间控制在可容忍范围内。NS2实验结果证明,在保证TCP友好性的前提下,该算法与TFRC相比具备更平滑的发送速率。     

无线网络中一种智能控制的组播拥塞控制机制

针对现有组播拥塞控制算法应用到无线网络中存在的性能下降问题,提出一种基于新的智能组播拥塞控制机制ECMCC。ECMCC机制根据网络相对队列时延和数据包丢失检测网络的拥塞状态,采用代表集合机制反馈信息,利用专家控制器的推理判断区分丢包原因和当前的网络状态,进而采取不同的控制策略调节组播源端发送速率。仿真结果表明,ECMCC机制收敛速度快、灵敏性好、速率变化平滑,在有线网络中具有良好的TCP友好性。同时,ECMCC能有效区分网络拥塞和随机差错,提高了网络的吞吐量,适用于无线网络环境,且在无线网络较低误码率时具有一定的TCP友好性。     

一种新的固定速率分层组播拥塞控制协议

提出了一种新的固定速率分层组播拥塞控制算法FLMCC。组播会话中的每层按照固定速率发送数据包。各接收端根据估计的期望速率累计订购数目不等的层，从而获得不同的吞吐量。为准确估计期望速率并实现TCP友好性，各接收端采用在接收端实现的窗口机制，即在每层独立维护拥塞窗口，利用GAIMD算法调整窗口，并根据窗口值计算期望速率。为测量RTT，采用了一种精确测量和粗略测量相结合的策略；为避免RTT精确测量时产生的反馈内爆问题，采用了基于随机定时器机制的反馈抑制策略。协议实现简单。仿真表明，算法具有良好的TCP友好性、响应性和协议内公平性，且链路利用率高。     

一种TCP友好的多媒体流分层组播拥塞控制算法

针对当前多媒体流分层组播拥塞控制方案的不足,提出一种改进的接收者驱动的分层组播拥塞控制算法,并给出了详细的设计方案。算法借助AIMD算法具有的良好TCP兼容性保证组播流与TCP流的友好性;利用基于历史记录动态调整接收端加入某层等待时间的策略解决因过多失败的“加入”尝试带来的网络拥塞和振荡问题。通过实验证实了算法的有效性。     

APAIMD算法及基于此算法的APTCP协议

本文提出了一种可调参数AIMD算法和一种在接收端实现该算法的适合在Internet上传输多媒体流的可调参数传输控制协议。UDP不适合传输多媒体数据，因为它没有拥塞控制机制。TCP遇到单个数据包丢失传输速率就减半，会造成速率剧烈抖动，也不适合传输多媒体数据。在APTCP控制下传输的多媒体流具有良好的速率平滑性，并能够与竞争的TCP流公平的分享带宽。APTCP便于升级到组播多媒体业务，可用于非对称网络。     

TFAMCC:TCP友好的自适应分层多播拥塞控制机制

满足接收端异构性的分层多播传输机制,源端一般只用于编码及各层数据流的传输,而拥塞控制主要在接收端来完成。这里提出一种源端与接收端协同作用共同完成多播的拥塞控制机制。源端根据接收端的反馈调节多播层次数目及各层传输速率,接收端根据TCP吞吐量模型计算本地允许带宽,进行层次的接收及形成对源端调节的反馈。经试验证明,此机制具有TCP友好性、接收端带宽充分利用及良好的可扩展性。     

基于种群生态的组播拥塞控制机制

针对现有TCP类组播拥塞控制机制不具有速率平滑性、往返时间(RTT)公平性以及在高速环境中传输效率低的问题,提出一种基于种群生态理论的自适应高速组播拥塞控制机制。该机制在每个接收端实现瓶颈链路带宽和背景流速率的测量,并将这两个测量值用于种群生态模型中以计算期望服务速率,然后使用一种简单的反馈抑制机制选取期望服务速率最小的接收端作为代表,该代表将其期望服务速率反馈给源端控制发送速率。仿真结果表明新机制发送速率平滑,具有RTT公平性,在低速网络和高速网络中都能与单播流公平共享带宽资源。     

Joint Design of Source Rate Control and QoS-Aware Congestion Control for Video Streaming Over the Internet

Multimedia streaming over the Internet has been a very challenging issue due to the dynamic uncertain nature of the channels. This paper proposes an algorithm for the joint design of source rate control and congestion control for video streaming over the Internet. With the incorporation of a virtual network buffer management mechanism (VB), the quality of service (QoS) requirements of the application can be translated into the constraints of the source rate and the sending rate. Then at the application layer, the source rate control is implemented based on the derived constraints, and at the transport layer, a QoS-aware congestion control mechanism is proposed that strives to meet the send rate constraint derived from VB, by allowing temporary violation of transport control protocol (TCP)-friendliness when necessary. Long-term TCP-friendliness, nevertheless, is preserved by introducing a rate-compensation algorithm. Simulation results show that compared with traditional source rate/congestion control algorithms, this cross-layer design approach can better support the QoS requirements of the application, and significantly improve the playback quality by reducing the overflow and underflow of the decoder buffer, and improving quality smoothness, while maintaining good long-term TCP-friendliness     

Stochastic TCP friendliness: Expanding the design space of TCP-friendly traffic control protocols

While the current definition of TCP friendliness has enabled a wide variety of traffic control protocols other than TCP, it still considerably restricts the design space of TCP-friendly traffic control protocols. For example, some multimedia streaming applications prefer a smooth sending rate on a time scale of tens of seconds, however, a UDP flow maintaining such a long smoothness time scale is naturally not TCP friendly by the current definition. In this paper, we propose an innovative method to relatively compare the degrees of TCP friendliness of different traffic control protocols, and use it to define a new class of TCP friendliness definitions, called stochastic TCP friendliness (STF). STF greatly expands the design space of TCP-friendly traffic control protocols, while still effectively maintaining the desired fairness of the Internet. To demonstrate the expanded design space, we also develop a new congestion control protocol, called TCP-friendly CBR-Like Rate Control (TFCBR), for multimedia streaming applications which do not require a high sending rate but prefer a smooth sending rate on a time scale of tens of seconds. TFCBR is stochastically TCP friendly, however, it is not TCP friendly by the current definition.     

基于模糊逻辑的分层组播拥塞控制机制

分析现有分层组播拥塞控制的优缺点,提出一种基于模糊逻辑的分层组播拥塞控制机制FLMCC。接收端利用指数平滑预测模型预测期望速率,根据期望速率选择层数,从而获得不同的吞吐量。发送端根据接收端的反馈使用模糊控制器对发送速率进行调整,从而平滑发送速率。仿真结果表明,FLMCC具有良好的公平性和速率平滑性,能够适应网络异构性。