嵌入式习字教室系统

针对嵌入式平台局域网协议、师生可叠写作业原图交互等问题,根据局域网内部嵌入式设备实时通信链路状态相对较好,硬件资源要求不高等特征,设计嵌入式习字教室系统。嵌入式局域网协议（ELP）在以太网帧上扩展8字节字段的包头;使用本地和远程的端口号和MAC地址来标识一个连接;使用窗口和速率相结合的流控机制,提供面向连接的可靠传输服务;参考uip优化状态机制、重传队列机制、确认机制和拥塞控制算法。实验结果表明,该教室系统内文件传输速度方面相比嵌入式TCP/IP有较大提高,有效实现了实时性原图作业交互。     

一种改进的TCP拥塞控制算法及仿真

TCP协议提供面向连接、可靠的服务,但应用于时延敏感的实时网络时,并不能保证实时性。当网络负载过大时,会出现拥塞、传输延迟和丢包等问题。为了降低网络拥塞概率,提出了一种改进的TCP拥塞控制算法TCP-EB。该算法根据确认数据包的速率估计网络可用带宽,调整拥塞窗口的大小,提高带宽利用率。出现拥塞时,对窗口衰减速度进行限制,保证传输的优先级高于其他数据流。最后将TCP-EB与传统拥塞控制算法TCP Reno、TCP Vegas进行比较,结果表明,提高了网络吞吐量和网络传输的平滑性。     

改进的网络拥塞控制策略算法研究

研究网络拥塞优化控制问题.针对网络承载量的不断增加,使得网络传输效率降低.传统网络拥塞控制算法要求系统根据无线网络的容量实时编号,动态调整TCP拥塞窗口的大小,难于建立准确的数学模型,从而导致网络带宽利用率低,网络拥塞严重.为了降低网络拥塞的概率,提出了一种改进的无线TCP拥塞控制算法.算法主要是集中解决在TCP拥塞窗口的大小调整问题上,首先利用BP神经网络对参数进行训练,有效地解决了TCP拥塞窗口大小的调整,从而实现了拥塞避免、快速重传和快速恢复机制,改善网络性能.实验结果表明改进的算法提高了网络平均吞吐量,带宽利用率更高,有效避免了网络拥塞.     

基于排队时延主动探测的多路传输拥塞控制

为解决传统基于时延的MPTCP拥塞控制算法被动地等待重传超时或重复确认来确认链路拥塞,不能及时避免拥塞的问题,提出以满足多路径流公平性为基础,实施链路RT T主动探测,设计并实现一种基于排队时延主动探测的拥塞区分链路质量优化协议PPQD,以排队时延预测结果及其均值比较为依据实施拥塞窗口动态调整.实验结果表明,该方法可大幅减少窗口抖动,在吞吐量较LIA提升超20％ 的同时进一步保障了用户体验质量.     

基于RUDP的视频传输技术研究

针对远程遥控系统中视频传输采用传统传输协议的低效率、大开销等问题，研究将RUDP协议中的序列号、滑动窗口、重传和确认技术以及拥塞控制策略应用于远程遥控系统的视频传输。实验测试证明，RUDP比TCP或UDP有更高的视频传输效率。     

移动网络中重传超时问题的研究

作为广泛使用的网络传输控制协议,TCP(Transmission Control Protocol)在高速移动网络中遇到了新的性能瓶颈。首先由于移动网络中存在随机位错误导致的丢包,而TCP协议不能有效区分这类丢包与拥塞丢包,导致TCP频繁的降低拥塞窗口无法有效利用移动网络的带宽资源。其次,高速移动网络的发展使得带宽时延积BDP(Bandwidth-Delay Product)进一步增大,在发生丢包时TCP协议中的流量控制将导致性能瓶颈和易引起重传超时。通过Wireshark工具抓取大量的tracing进行分析,发现重传超时的主要原因是重传数据包再次被丢,而TCP又不能发现丢失原因,因此无法进行再次重传最终导致重传超时。针对这一问题,本文提出的方法 DTOR(Detect Timeout and Retransmission)可以帮助TCP检测到重传数据包再次丢失并触发再次重传,DTOR使网络带宽利用率提升了20%左右。     

高速红外无线通信帧传输控制优化

红外数据协会(IrDA)最近公布的先进红外协议(AIr)为红外无线局域网的发展奠定了基础。AIr协议在媒体访问控制(MAC)、链接控制和链接管理上选择了无包级确认协议(No PLACK)、包级确认协议(PLACK)、停-等自动重传请求协议(SW-ARQ)等协议。NoPLACK协议提供窗口中帧确认和重传机制，保证不同误码率下的传输，但链路参数选取的不匹配导致吞吐量性能与其数学模型给出的吞吐量公式相悖，实验表明链路参数的优化对链路传输的质量和稳定有重要的影响。本文对其中的主要参数——窗口大小进行优化，并给出协议改进的方法和建议。     

一种基于带宽估计的无线网拥塞控制机制

针对无线网提出了一种基于带宽估计的拥塞控制机制。该机制利用TCP确认帧携带的数据包到达时间来估算包到达速率，从而得到带宽的估计值。在此基础上用带宽的估计值更新拥塞窗口，避免在发生链路错误时启动拥塞控制机制，由此提高了TCP在无线网上的性能。实验结果表明，算法能减少链路差错对TCP性能带来的影响，提高了TcP在无线网上的吞吐率。     

一种基于TCP的简单实时端到端带宽测量技术

提出了一种简单实时端到端带宽测量方法。该方法基于TCP协议的应答(ACK)机制和滑动窗口机制,在源端记录每个分组的ACK返州时间,获取时间问隔,计算瞬时测量带宽,为消除时间扩展和压缩对测量值的影响,设计了指数加权移动平均滤波器,获得稳定带宽值,同时记录往返时间最小值并计算往返时间平均值,可为TCP协议拥塞控制,调节发送速率提供依据。该方法克服,基于TCP协议测量方法实现复杂的缺点。     

带宽保证环境下TCP算法改进及其模型分析

基于差分服务模型的带宽保证服务已经得到较多的应用，这类通过分组标记和丢弃算法实现的非刚性带宽保证具有实现简单、扩展性强的特点。但是，由于端系统的TCP协议对合约带宽信息的不感知，使得应用难以获得网络提供的带宽保证。在分析了双窗口TCP拥塞控制算法的基础上，提出了基于合约窗口的拥塞控制算法，并对算法进行了测试和建模分析。该算法简单、易于实现。并且在网络突发拥塞时，收敛速度快，不影响网络的稳定性。     

改进的无线Mesh网路由判据算法及其路由协议

为了改善802.11s无线Mesh网传输过程中因重传次数过大而造成的丢包问题,根据实际无线传输中的网络重传次数特性,提出一种基于最大重传次数的空中传播时间改进路由判据算法.同时为了缓解因单根节点造成的网络拥塞,提高实际场景中边缘节点的传输性能,并保证网络中所有节点使用无线信道资源的公平性,基于树的寻径机制从拓扑结构的角度,提出一种改进的多根节点的混合无线Mesh网路由协议(M-HWMP).理论及仿真结果表明,改进的路由判据算法及路由协议优化了无线Mesh网传输不同数据流时的吞吐量、时延特性,并在一定程度上避免了网络拥塞.     

基于延迟抖动分析的TCP友好拥塞控制算法

基于因特网的以UDP为传输协议的实时多媒体数据传输需要在保证实时性和可靠性的基础上,能够与因特网其他服务所使用的TCP协议公平共享有限的带宽。本文采用基于实时传输协议（RTP）和实时传输控制协议（RTCP）的反馈拥塞控制算法,提出一种简单的拥塞控制机制,使UDP数据流能与TCP数据流和平共处;研究了基于速率控制的TCP友好拥塞控制策略-TFRC,分析了其基本机制和关键问题;提出利用延迟抖动作为潜在拥塞信号来改进TFRC的速率控制机制,以适应实时业务低抖动的要求,并通过NS仿真验证了改进的TFRC算法对实时业务的良好性能。     

基于SCTP-CMT的改进重传策略

传输层多宿的端到端并行多路径传输(CMT)相比于SCTP能够同时选择多条路径进行数据块的传输。针对CMT的五种重传策略只能够选择多条路径中的一条进行数据块重传的不足,提出了一种改进的数据块重传策略,该策略综合考虑了SSTHRESH、LOSSRATE和CWND对传输路径性能的影响。仿真实验表明,改进策略能进一步减轻由于接收缓冲区拥塞而造成的端到端吞吐量下降的程度。     

面向现场级工业无线网络混合流量分级调度的时隙分配策略

工业无线传感网络在关键位置监测和控制系统中发挥着越来越重要的作用. 然而复杂工业现场混合关键流量共存, 无法满足关键数据传输低时延和高可靠性要求, 突发流量会导致网络时延大幅抖动甚至网络拥塞, 给工业生产造成严重的后果. 针对上述情况, 本文提出了流量分区超帧架构, 考虑到设计复杂度和应用场景需求设计了R-MAC(时隙预留接入协议)和C-MAC(时隙争用接入协议). 上述两种协议以帧抢占的方式保障突发流量的实时接入, 采用了不同的重传机制提升周期性高优先级数据传输的可靠性. 最后本文对两种协议进行了评估, 与实时工业无线传感网络WirelessHART相比, 限定了突发流量的最差接入时延上界, 实现了多优先级流量服务差异化, 提升了高优先级流量的平均成功接入率.     

Loss-resilient window-based congestion control

This paper addresses the problem of fair allocation of bandwidth resources on lossy channels in hybrid heterogeneous networks. It discusses more particularly the ability of window-based congestion control to support non-congestion related losses. We investigate methods for efficient packet loss recovery by retransmission, and build on explicit congestion control mechanisms to decouple the packet loss detection from the congestion feedback signals. For different retransmission strategies that respectively rely on conventional cumulative acknowledgments or accurate loss monitoring, we show how the principles underlying the TCP retransmission mechanisms have to be adapted in order to take advantage of an explicit congestion feedback. A novel retransmission timer is proposed in order to deal with multiple losses of data segments and, in consequence, to allow for aggressive reset of the connection recovery timer. It ensures significant benefit from temporary inflation of the send-out window, and hence the fair share of bottleneck bandwidth between loss-prone and lossy connections. Extensive simulations analyze the performance of the new loss monitoring and recovery strategies, when used with two distinct explicit congestion control mechanisms. The first one relies on a coarse binary congestion notification from the routers. The second one, introduced in [D. Katabi, M. Handley, C. Rohrs, Internet congestion control for high bandwidth-delay product environments, ACM SIGCOMM (2002) 89–102], exploits accurate and finely-tuned router feedbacks to compute a precise congestion window adjustment. For both congestion control mechanisms, we observe that retransmissions triggered based on a precise monitoring of losses lead to efficient utilization of lossy links, and provide a fair share of the bottleneck bandwidth between heterogeneous connections, even for high loss ratios and bursty loss processes. Explicit window-based congestion control, combined with appropriate error control strategies, can therefore provide a valid solution to reliable and controlled connections over lossy network infrastructures.     

利用ACE实现UDP可靠传输的设计与实现*

在TCP传输控制方法的基础上,通过简单轻便的连接建立、平缓的D-AIMD拥塞算法、灵活的初始拥塞窗口值和慢启动阈值等方法对其进行改造,借助UDP数据包,利用自适应通信环境(ACE)接口,实现了快速启动、高吞吐率的可靠传输协议.     

AppTCP: The design and evaluation of application-based TCP for e-VLBI in fast long distance networks

Electric Very Long Baseline Interferometry (e-VLBI) is a typical astronomical interferometry used in radio astronomy. It allows observations of an object that are made simultaneously by many radio telescopes to be combined, emulating a telescope with the size equal to the maximum separation between the telescopes. The main requirements of transporting e-VLBI data are the high and constant transmission rate. However, the traditional TCP and its variants cannot meet these requirements. In an effort to solve the problem of transporting e-VLBI data in fast long distance networks, we propose an application-based TCP (AppTCP) congestion control algorithm, using Closed-Loop Control theory to keep the stable and constant transmission rate. AppTCP can swiftly reach the required transmission rate by increasing the congestion control window, and keep the transmission rate and allows the other TCP flows to share the remaining bandwidth. We further conduct extensive experiments in both fast long distance network test-bed and actual national networks (i.e., from Beijing to Shanghai in China) and international networks (i.e., from Hongkong in China to Chicago in USA) to evaluate and verify the performance and effectiveness of AppTCP. The results show that the AppTCP can effectively utilize the link capacity and maintain the constant rate during the data transmission, and its performance significantly outperforms that of the existing TCP variants.     

一种基于UDP的电力广域保护系统可靠通信方法

电力广域保护系统从点到点通信逐步走向网络化通信, 如何在拥塞状态下保障业务的实时性和可靠性, 成为亟待解决的问题. 针对传输控制协议(Transmission control protocol, TCP)不能保障实时性以及用户数据报协议(User datagram protocol, UDP)不能保障可靠性的问题, 本文提出一种联合应用层纠错、检错和重发机制的UDP传输方案, 在提供低时延传输服务的同时也能保障报文的可靠性. 考虑到算法的复杂性, 选择本原BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)码作为纠错编码算法, 设计了编码分组方法, 并通过实验验证了分组方法的正确性; 对增加纠错机制后的报文实时性进行了理论分析和仿真验证; 为了解决突发误码和丢包情况下的可靠性问题, 进一步设计了应用层检错和重发机制, 并分析了时延. 分析表明, 在应用层增加本文所设计的纠错、检错和重发机制后增加的时延几乎可以忽略不计. 最后给出了所提方法的联合应用算法, 并进行了可靠性分析, 结果表明本文方案的可靠性高于其他UDP传输方案.     

TCP Vegas拥塞控制机制的改进

针对Vegas拥塞控制技术的不足，提出了一种改进方法。首先对发送分组根据长度进行分类，分别计算各长度类别的“往返时间”（RTT）和RTT最小值（base_rtt）；在更新发送窗口以及设置重传定时器时，根据分组长度选择属于同一长度范围的RTT和base_rtt值作为输入参数。这在一定程度上消除分组长度差异对发送窗口更新和重传定时器设定值所产生的影响，进一步提高协议吞吐率。仿真结果表明，改进的Vegas能够将原协议的吞吐率提高多达24％。