基于統(tǒng)計過程控制的傳輸控制協(xié)議TCP SPC.pdf

1、隨著無線計算機網(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)濟價值。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)中的無線鏈路高錯誤率。針對此問題，我們將統(tǒng)計過程控制(SPC)方法與網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機制相結(jié)合，提出了基于統(tǒng)計過程控制的傳輸控制協(xié)議TCP SPC。它的提出是將統(tǒng)計科學(xué)和計算機科學(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)計數(shù)據(jù)和SPC方法來監(jiān)測RTT的變化，進而判斷無線網(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)點和合理性，并使用仿真的方法驗證了合理使用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，計算網(wǎng)絡(luò)中RTT分布的參數(shù)估計值和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RTT變化模式進行描述和監(jiān)測。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誤丟包帶來的不良影響。同時，使用SPC方法也從統(tǒng)計學(xué)意義上保證了其對網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。 在QualNet仿真環(huán)境中，我們在TCP