SCTP多路径并行传输在车联网中的应用研究

发布时间：2019-10-12 22:19

【摘要】：车辆无线通信网络是车联网的基础信息承载平台,可为车联网采集实时的交通信息,及时广播安全与导航信息,以及为车辆提供其他的网络信息服务。但是,车联网通信环境属于高速移动的无线网络环境,这就造成了网络拓扑变化异常快速,因此路径切换频繁、流量分配不均、丢包率大、接收端缓存阻塞等是车联网通信中存在的严重问题。接入网络方式的多样化使得多路径并行传输成为了可能,相较于传统的单条路径进行数据传输,多条路径并行传输可以显著的改善以上问题。针对于此,本文将多路径并行传输应用于车联网中,研究内容如下:首先,本文设计了基于路径参数的路径管理机制。针对数据传输时的路径选择、路径监测和列表更新、路径的快速切换等方面设计了改进策略。并搭建环境进行仿真实验,验证了改进的路径管理模块可以有效的对路径进行选择、管理和快速切换。其次,本文设计了基于负载反馈的流量分配算法。在研究了多路径网络的特征之后,发现交通网的流量分配模型与之很契合,于是本文将交通网的模型应用于多路径网络的流量分配模型中。由于节点分组队列排队情况也会导致数据的丢失和网络拥塞,本文将队列排队情况作为流量分配的修正指标之一。而且,无线信号的衰落问题会导致路径带宽发生变化,因此,将带宽也作为修正流量分配的指标。最后,通过搭建仿真环境,进行实验验证了修正后的流量分配方法可以有效的减少分组的丢失,保证了数据传输的可靠性和实时性。最后,本文设计了基于丢包原因的拥塞控制机制和重传策略。分析了无线传输环境中造成数据分组丢失的各种原因,然后针对各种原因采用了不同的拥塞控制机制,通过仿真实验验证了改进后的拥塞控制机制可以有效的减少拥塞窗口不必要的降低,提高了吞吐量。然后针对不同的分组丢失采用了基于路径参数的重传策略,通过仿真实验证明了改进的重传策略可以尽快的将数据传输到接收端,减少了数据乱序持续的时间,减少了对接收端缓存的影响。
【图文】：

并行传输,吞吐量,路径

图 2-2 不同路径组合的并行传输吞吐量比较由以上的仿真实验看出，第二种方案，即当 3 条质量最好的路径参与传输时整个关联的吞吐量达到了最大；而第一种方案，即当所有路径参与数据传关联的吞吐量，只有第三种模拟传输方案的吞吐量的 70%左右，只有第二拟传输方案的吞吐量的 55%左右。可以得出结论：质量差的路径影响了整联的吞吐量，降低了关联的传输效率。因此，必须对路径进行区分，选择路径传输数据，才能达到传输吞吐量的最优化。路径参数估计算法由上一节的仿真实验可以看出，当所有路径中有一条路径的质量太差，即延大、丢包较多时，这条路径不但对整体传输不能做出贡献，反而会造成接缓存阻塞和数据分组乱序，会降低整个传输的效率，使并行传输达不到并达到最好的传输效果。而且，有线环境的带宽、时延等计算方式不一定适

拓扑图,吞吐量,方案,路径选择算法

送端发送数据，降低了接收端数据等待的时间，，降低了分组乱序拥塞。真分析路径选择测试真场景设计节主要针对数据发送过程中路径选择算法进行了仿真验证，为了验性，采用图 2-1 的仿真拓扑图，仿真的路径参数采用表 2-1 的数据验选取的比较经典的实验结果。真结果分析次仿真实验中，模拟了数据持续的从发送端到接收端的发送过程，20 秒内所有路径和使用了改进的路径选择算法传输数据的过程， 2-4 所示：
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5;U495

【参考文献】