異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多徑并行傳輸若干關(guān)鍵技術(shù)的研究

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1、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多徑并行傳輸若干關(guān)鍵技術(shù)的研究ok3m)預(yù)測,“到2017年,全球?qū)⒊霈F(xiàn)7萬億無線設(shè)備服務(wù)于70億人口”[7]。泛在設(shè)備的范圍涵蓋各種智能終端、智能家電、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、傳感器設(shè)備、車載設(shè)備、可穿戴設(shè)備等。這些周邊泛在設(shè)備將通過有線或無線方式連接形成網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成泛在服務(wù)的物理環(huán)境基礎(chǔ),更普適地分布在用戶周邊,提供不同等級的智能與功能,而通信的觸角將從人與人之間的傳統(tǒng)通信概念向人與機器、機器與機器之間進行拓展。在此背景下,如何利用終端的多接口特性并協(xié)同多個終端,將業(yè)務(wù)拆分為多個子流并行傳輸,成為迫切

2、需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。多路徑并行傳輸技術(shù),通過聚合多條鏈路的傳輸性能,可以有效提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率,提高業(yè)務(wù)傳輸速率及負載均衡能力。另外,通過及時將傳輸中斷鏈路的數(shù)據(jù)遷移到其他并行鏈路可以有效提升網(wǎng)絡(luò)的魯棒性,保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性。多路徑傳輸中同一子流中數(shù)據(jù)包有序呈遞,不同子流中的數(shù)據(jù)包允許亂序到達接收端,實現(xiàn)了部分有序的傳輸特性,保證了不同子流傳輸業(yè)務(wù)的獨立性,減少了傳送時延,提升了用戶的業(yè)務(wù)體驗(QoE,qualityofexperience)o因此,通過多接口終端的多接入特性實現(xiàn)多條接口鏈路的并發(fā)傳

3、輸成為提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率,滿足用戶日益增長的網(wǎng)絡(luò)資源需求的有效手段。.....................................1.1泛在網(wǎng)概述泛在網(wǎng)的概念首先由美國施樂公司首席科學家MarkWeiser先生在1991年提出[8J,是指基于個人和社會的需求,融合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并引入新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)具有超強的環(huán)境、內(nèi)容感知能力和智能性,能為個人和社會提供泛在的、無所不包的信息服務(wù)和應(yīng)用[9]。圖1.1所示,

4、為傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)之間的包含關(guān)系示意圖。其中,傳感網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)中環(huán)境末端信息采集中使用的關(guān)鍵技術(shù),本質(zhì)上是泛在網(wǎng)絡(luò)融合協(xié)同過程中的一種網(wǎng)絡(luò)工作模式。物聯(lián)網(wǎng)作為泛在網(wǎng)發(fā)展的初級階段,通過融合一個或幾個網(wǎng)絡(luò)提供面向人與物、物與物的通信;而泛在網(wǎng)則更強調(diào)各種資源(包括終端資源、網(wǎng)絡(luò)資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用能力、用戶資源等)之間的融合與協(xié)同。...............................1.2多徑并行傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀2005年全球IP流量為2艾字節(jié)(exabyte,EB)每月,到2010年這一數(shù)字增

5、加到20.2EB每月。另據(jù)Cisco的視覺網(wǎng)絡(luò)指數(shù)(VisualNetworkingIndex,VNI)研究報告預(yù)計到2015全球IP流量將達到80.5EB,全球移動數(shù)據(jù)流量將比2010年上升26倍達[1][2]下一頁ok3Evolution,LTE)等通信技術(shù)得到進一步發(fā)展,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下接入Inter網(wǎng)絡(luò)的方式變得日益多樣化,然而帶寬資源的稀缺依然是限制用戶服務(wù)質(zhì)量(QualityofService,QoS)提升的重要原因。尤其對于高帶寬需求的多媒體應(yīng)用,如視頻流、在線游戲、高清電視等。在這種多種網(wǎng)

6、絡(luò)形式重疊交叉的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,當一個終端具有多個接口時,理論上可以同時使用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來聚合吞吐能力。這種同時使用多條接口傳輸鏈路的技術(shù)稱為多路徑并行傳輸,也有文獻稱之為帶寬聚合、資源池、反向復(fù)用、負載均衡等[14_16]。本文在此背景下研究多徑并行傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù),以期提供一種有效的帶寬聚合方式,解決用戶日益增長的帶寬需求與有限網(wǎng)絡(luò)資源提供方式之間的矛盾。多徑并行傳輸技術(shù)可以在應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議找的各個層面實施,不同層面提出了聚合多路徑能力的不同解決方案。............

7、.....................第2章異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多徑并行傳輸泛在網(wǎng)絡(luò)的提出不光拓展了用戶終端設(shè)置裝備擺設(shè)的范疇,擴展了終端設(shè)置裝備擺設(shè)的功效定位和應(yīng)用場景,并且擴大了終端設(shè)置裝備擺設(shè)的擺設(shè)范疇,它們將通過移動通訊網(wǎng)、牢固通訊網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)等種種通訊網(wǎng)絡(luò)相互毗連,并且可以組成種種構(gòu)造形態(tài),無疑將使終端異構(gòu)性和網(wǎng)絡(luò)情況異構(gòu)性變得越發(fā)龐大。這一方面極大地增長了用戶業(yè)務(wù)需求,盼望通過泛在網(wǎng)絡(luò)得到無處不在的、富厚的業(yè)務(wù)體驗;但另一方面,由于現(xiàn)在終端融合和網(wǎng)絡(luò)融合題目未能得到有用辦理,終端多

8、樣性和網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性成為實現(xiàn)無處不在辦事的停滯,種種面向泛在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用辦事無法實現(xiàn)對多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的有用兼容[62]。多徑并行傳輸就是在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中同時使用多條傳輸路徑技術(shù)。通過不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)同可以有效提升數(shù)據(jù)傳輸吞吐能力并實現(xiàn)在各個網(wǎng)絡(luò)中資源的有效利用,由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重疊區(qū)域中存在多種類型的網(wǎng)絡(luò)資源,利用多路徑并行傳輸技術(shù)可以實現(xiàn)資源的有效整合并提升網(wǎng)絡(luò)容量[651,從而為解決上述問題提供了一種高效方式。因此,可以預(yù)見這種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多