面向业务体验质量的多径中继传输控制方法研究

摘要

重叠网络中的多径传输有助于克服带宽瓶颈，并且通过路径冗余来提升用户体验质量，是网络传输技术的一个重要发展方向。在面向业务体验质量的多径传输方面，总体上还处于技术研发的初级阶段，特别在相关传输控制机制方面，还没有可用的方案。本文主要研究多径重叠网络中面向业务体验质量的传输控制机制，在应用层实现数据传输转发处理是一种典型的重叠网络技术，基于重叠网络实现多径传输，实际上降低了多径传输应用的技术门槛。
　　建立多路径传输条件只是实现多径传输的基础，多径传输的性能和效率更多依赖于多径传输控制机制和协议，特别是对于面向业务体验质量的多径传输，需要综合考虑业务传输需求和路径QoS条件的动态变化等多种要素，同时依然要保留传输分组之间的时间序列关系。传输控制机制需要平衡传输效率和可靠性的关系，以满足用户的业务体验质量(QoE)为基本目标。
　　本文总结分析了现有的多径传输协议，结合重叠网络中继路径特征和媒体业务实时传输的需求，深入研究了相关的多径传输控制机制和子流重组办法。主要工作和成果是:1)提出基丁权值计算多径传输控制机制，设计了两种多径负载分配算法，根据数据业务特征与路径状态，对每条路径传输能力进行综合评价，根据QoE最优预测结果确定各条路径的权值，根据权值分配负载。2）设计了基于服务质量反馈的多径传输控制机制，在发送端设置令牌桶，负载根据令牌桶中指令选择相应的路径进行传送，在接收端设置反馈“应答消息”，发送端通过接收“应答消息”来判断各条路径的当前状况，从而决定下一步的路径令牌指令的设定。在此基础上还提出将两种机制进行有效的结合，即在基于服务质量反馈的多径传输控制机制中加入负载分配算法，同时根据接收端对各条路径的传输状态反馈，动态调整负载分配策略。3）提出了一种基于动态缓冲的子流重组机制，设计了相应的重组办法。在接收端设置缓冲区，将各条子流传输的数据包进行排序后，再传递给数据处理器，从而减弱时延抖动的影响。根据丢包率和时延等参数，动态调整缓冲区的大小。
　　最后通过网络仿真实验，验证了本文提出的面向业务体验质量的多径传输控制机制具有合理性，其中的负载分配算法具有可行性，能够实现数据业务的多径传输控制。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 重叠网络多径传输场景

1．1．2 基于QoE的路径负载分配的必要性

1．1．3 当前传输控制机制有待解决的问题

1．2 本文主要研究内容

1．3 论文的组织结构

第2章 相关技术综述

2．1 现有的多径传输协议

2．2 现有的负载分配算法

2．2．1 静态负载分配算法

2．2．2 动态负载分配算法

2．3 多径传输中的用户体验质量

2．4 本章小结

第3章 基于权值计算的多径传输控制机制

3．1 多径传输场景描述

3．1．1 重叠网络多径传输场景描述

3．1．2 重叠网络路径QoS参数

3．2 多径负载分配算法

3．2．1 单一变量的负载分配算法

3．2．2 多变量的二维负载分配算法

3．3 支持QoE决策的负载分配调整方法

3．3．1 用户体验质量指标体系的建立

3．3．2 支持QoE决策的负载分配调整方法

3．4 基于负载分配算法的路径选择机制

3．5 本章小结

第4章 基于服务质量反馈的多径传输控制机制

4．1 基于实时应答消息的多径传输控制方法

4．2 支持QoE决策的服务质量反馈传输控制机制

4．2．1 支持QoE决策的应答消息设计

4．2．2 动态负载分配机制

4．3 两种机制的结合

4．3．1 支持QoE决策的动态传输控制方法

4．3．2 面向业务体验质量的多径传输控制流程

4．4 子流重组机制

4．4．1 缓冲区的设计

4．4．2 缓冲区的动态自适应调节办法

4．5 本章小结

第5章 仿真与评价

5．1 仿真测试环境

5．2 多径传输场景的仿真实现

5．2．1 仿真场景配置

5．2．2 多径传输场景的仿真实现

5．3 基于权值计算的多径传输控制机制的仿真测试

5．3．1 多径负载分配算法的验证

5．3．2 负载分配算法的服务质量评价

5．4 基于服务质量反馈的多径传输控制机制的仿真测试

5．5 本章小结

第6章 总结

6．1 本文工作内容总结

6．2 存在的不足

6．3 应用前景

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文