專利名稱：無線感知網絡中提高tcp傳輸性能的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域，特別涉及無線感知網絡技術領域，具體是指一種無線 感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法。
背景技術：
無線感知網絡被認為是一種處理頻譜利用率不高的很有前途的技術，它允許未經 許可的用戶在未被指派的頻譜上操作。最近的多信道獲取的研究活動主要關注于物理層的 流量。近視檢測策略是為解決多信道機會獲取問題而提出的方案，它通過應用一種檢測方 法使物理層的平均流量最大化。如上所述，先前的大多數工作集中在無線感知網絡物理層流量上。然而，上層其他 的性能參數(如傳輸控制協(xié)議(TCP)流量等)，也同樣是可能阻礙無線感知技術的非常重 要的因素。TCP是在許多流行的因特網應用中所使用的最重要的傳輸協(xié)議中的一個，包括 ffffff, FTP和一些流媒體應用。另外，日益增長的物理層流量可能會引起物理層的更高的信 息包丟失，這會影響到TCP層的性能，從而直接影響用戶應用。因此，在無線感知網絡中考 慮TCP性能是很有必要的。最近的研究表明無線網絡應該根據標準的TCP進行優(yōu)化而不是修改標準的TCP 來適應無線網絡，然而現有技術中對這個領域的改進卻是缺乏的，無法滿足實際的通信需 求，給無線通信技術的進一步推廣應用和發(fā)展帶來了諸多的不利影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠優(yōu)化無線感知網絡 中的TCP流量、確保TCP流量獲得實質的提高、處理過程快捷方便、工作性能穩(wěn)定可靠、適用 范圍較為廣泛的無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法。為了實現上述的目的，本發(fā)明的無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法如下該無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，所述的無線感知網絡中包括主用戶 和次用戶，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟(1)確定無線感知網絡系統(tǒng)的信道狀態(tài)空間、狀態(tài)轉移概率和次用戶的觀測空 間；(2)確定無線感知網絡系統(tǒng)的次用戶的組合動作空間；(3)確定無線感知網絡系統(tǒng)的即時反饋和總體反饋；(4)根據所述的即時反饋和總體反饋計算得到無線感知網絡系統(tǒng)中的次用戶的最 佳動作策略集；(5)根據所述的最佳動作策略集確定為當前TCP傳輸所選擇的最佳信道。該無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法中的確定無線感知網絡系統(tǒng)的信道 狀態(tài)空間、狀態(tài)轉移概率和次用戶的觀測空間，包括以下步驟(11)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)中信道狀態(tài)空間X
X= {1,2,......，s-1, s}；其中，每條信道均是瑞利衰落信道，并且所有信道均擁有相同的狀態(tài)空間S ；無線 感知網絡系統(tǒng)中所有信道整體為一個有S1個狀態(tài)的離散時間均勻的馬爾科夫過程，L為無 線感知網絡系統(tǒng)的信道總數，具體為Xl = {1,2,......，SL_1，SL};(12)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)的轉移概率矩陣T T = SlXSl;(13)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)的次用戶的傳感器所觀測到觀測值θ 的概率^baje=Vx{e\j,a}·,其中，j為當前時隙的信道狀態(tài)，a為所采取的動作，且次用戶的傳感器觀測到該 信道的上一個時隙的觀測狀態(tài)為θ，ek G ，θ = {Υι，γ2，......, γ J, Yi < Yj,,ν/ < j。該無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法中的確定無線感知網絡系統(tǒng)的次用 戶的組合動作空間，具體為根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)中次用戶在時隙k的組合動作％ ak = {as(k), ( ε (k)，δ (k))，aa(k)，(m(k), fr(k))}；其中，as(k)為次用戶所持續(xù)判決的檢測動作，as(k) e {0,1,......，L}，其中0表示無檢測，1表示檢測信道1，L表示檢測信道L，( ε (k)，δ (k)) e Αε δ為決定哪個傳感器 操作指向的接收器操作曲線Ae δ為有效指向的接收器操作曲線，對于不同的傳感器有不同 的定義，且為接入信道的動作，e {0，1}，其中0表示不接入，1表示接入，m(k) 為所使用的物理層調制和編碼方案，fr(k)為數據鏈路層幀尺寸。該無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法中的確定無線感知網絡系統(tǒng)的即時 反饋和總體反饋，包括以下步驟(21)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)中時隙k的即時反饋
權利要求
1.一種無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，所述的無線感知網絡中包括主用戶 和次用戶，其特征在于，所述的方法包括以下步驟(1)確定無線感知網絡系統(tǒng)的信道狀態(tài)空間、狀態(tài)轉移概率和次用戶的觀測空間；(2)確定無線感知網絡系統(tǒng)的次用戶的組合動作空間；(3)確定無線感知網絡系統(tǒng)的即時反饋和總體反饋；(4)根據所述的即時反饋和總體反饋計算得到無線感知網絡系統(tǒng)中的次用戶的最佳動 作策略集；(5)根據所述的最佳動作策略集確定為當前TCP傳輸所選擇的最佳信道。
2.根據權利要求1所述中的無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，其特征在于，所 述的確定無線感知網絡系統(tǒng)的信道狀態(tài)空間、狀態(tài)轉移概率和次用戶的觀測空間，包括以 下步驟(11)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)中信道狀態(tài)空間XX= {1,2,......，s-1，s}；其中，每條信道均是瑞利衰落信道，并且所有信道均擁有相同的狀態(tài)空間S ；無線感知 網絡系統(tǒng)中所有信道整體為一個有S1個狀態(tài)的離散時間均勻的馬爾科夫過程，L為無線感 知網絡系統(tǒng)的信道總數，具體為XI= {1,2,......，SL-1, SlI ；(12)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)的轉移概率矩陣TT = SlXSl ；(13)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)的次用戶的傳感器所觀測到觀測值θ的概 率其中，j為當前時隙的信道狀態(tài)，a為所采取的動作，且次用戶的傳感器觀測到該信道 的上一個時隙的觀測狀態(tài)為 θ，θ k G Θ, Θ = {Yl, y2,......, Y J , Y j < Y3,,yi<j\
3.根據權利要求2所述的無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，其特征在于，所述 的確定無線感知網絡系統(tǒng)的次用戶的組合動作空間，具體為根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)中次用戶在時隙k的組合動作％ak= Ias (k)，( ε (k), δ (k)),aa(k), (η (k), fr (k))}；其中，as(k)為次用戶所持續(xù)判決的檢測動作，as(k) e {0,1,......，L}，其中0表示無檢測，1表示檢測信道1，L表示檢測信道L，( ε (k)，δ (k)) e Αε δ為決定哪個傳感器操作 指向的接收器操作曲線，Aes為有效指向的接收器操作曲線，且為接入信道的動作， aa(k) e {0，1}，其中0表示不接入，1表示接入，m(k)為所使用的物理層調制和編碼方案， fr(k)為數據鏈路層幀尺寸。
4.根據權利要求3所述的無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，其特征在于，所述 的確定無線感知網絡系統(tǒng)的即時反饋和總體反饋，包括以下步驟(21)根據以下公式確定無線感知網絡系統(tǒng)中時隙k的即時反饋& Rk = B (cwnd, RTTk, T0jk, b, ρ (ik, ak))；其中
5.根據權利要求4所述的無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，其特征在于，所述 的根據所述的即時反饋和總體反饋計算得到無線感知網絡系統(tǒng)中的次用戶的最佳動作策 略集，具體為基于線性規(guī)劃算法根據所述的總體反饋Ju計算得到有限動作空間中具有最大期望反 饋的值函數。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，包括確定無線感知網絡系統(tǒng)的信道狀態(tài)空間、狀態(tài)轉移概率和次用戶的觀測空間、確定次用戶的組合動作空間、確定即時反饋和總體反饋、根據即時反饋和總體反饋計算得到無線感知網絡系統(tǒng)中的次用戶的最佳動作策略集、根據所述的最佳動作策略集確定為當前TCP傳輸所選擇的最佳信道。采用該種無線感知網絡中提高TCP傳輸性能的方法，其根據頻譜檢測、接入判決、物理層調制和編碼方案、無線感知網絡中數據鏈路層幀尺寸而選擇TCP流的最佳信道，從而使得TCP流量獲得了優(yōu)化，從而使得TCP流量獲得了實質的提高，不僅處理過程快捷方便，而且工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。
文檔編號H04B17/00GK102055531SQ200910198658
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權日2009年11月11日
發(fā)明者于非, 宋鐵城 申請人:上海摩波彼克半導體有限公司