专利名称：无线感知网络中提高tcp传输性能的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及无线感知网络技术领域，具体是指一种无线 感知网络中提高TCP传输性能的方法。
背景技术：
无线感知网络被认为是一种处理频谱利用率不高的很有前途的技术，它允许未经 许可的用户在未被指派的频谱上操作。最近的多信道获取的研究活动主要关注于物理层的 流量。近视检测策略是为解决多信道机会获取问题而提出的方案，它通过应用一种检测方 法使物理层的平均流量最大化。如上所述，先前的大多数工作集中在无线感知网络物理层流量上。然而，上层其他 的性能参数(如传输控制协议(TCP)流量等)，也同样是可能阻碍无线感知技术的非常重 要的因素。TCP是在许多流行的因特网应用中所使用的最重要的传输协议中的一个，包括 ffffff, FTP和一些流媒体应用。另外，日益增长的物理层流量可能会引起物理层的更高的信 息包丢失，这会影响到TCP层的性能，从而直接影响用户应用。因此，在无线感知网络中考 虑TCP性能是很有必要的。最近的研究表明无线网络应该根据标准的TCP进行优化而不是修改标准的TCP 来适应无线网络，然而现有技术中对这个领域的改进却是缺乏的，无法满足实际的通信需 求，给无线通信技术的进一步推广应用和发展带来了诸多的不利影响。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够优化无线感知网络 中的TCP流量、确保TCP流量获得实质的提高、处理过程快捷方便、工作性能稳定可靠、适用 范围较为广泛的无线感知网络中提高TCP传输性能的方法。为了实现上述的目的，本发明的无线感知网络中提高TCP传输性能的方法如下该无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，所述的无线感知网络中包括主用户 和次用户，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤(1)确定无线感知网络系统的信道状态空间、状态转移概率和次用户的观测空 间；(2)确定无线感知网络系统的次用户的组合动作空间；(3)确定无线感知网络系统的即时反馈和总体反馈；(4)根据所述的即时反馈和总体反馈计算得到无线感知网络系统中的次用户的最 佳动作策略集；(5)根据所述的最佳动作策略集确定为当前TCP传输所选择的最佳信道。该无线感知网络中提高TCP传输性能的方法中的确定无线感知网络系统的信道 状态空间、状态转移概率和次用户的观测空间，包括以下步骤(11)根据以下公式确定无线感知网络系统中信道状态空间X
X= {1,2,......，s-1, s}；其中，每条信道均是瑞利衰落信道，并且所有信道均拥有相同的状态空间S ；无线 感知网络系统中所有信道整体为一个有S1个状态的离散时间均勻的马尔科夫过程，L为无 线感知网络系统的信道总数，具体为Xl = {1,2,......，SL_1，SL};(12)根据以下公式确定无线感知网络系统的转移概率矩阵T T = SlXSl;(13)根据以下公式确定无线感知网络系统的次用户的传感器所观测到观测值θ 的概率^baje=Vx{e\j,a}·,其中，j为当前时隙的信道状态，a为所采取的动作，且次用户的传感器观测到该 信道的上一个时隙的观测状态为θ，ek G ，θ = {Υι，γ2，......, γ J, Yi < Yj,,ν/ < j。该无线感知网络中提高TCP传输性能的方法中的确定无线感知网络系统的次用 户的组合动作空间，具体为根据以下公式确定无线感知网络系统中次用户在时隙k的组合动作％ ak = {as(k), ( ε (k)，δ (k))，aa(k)，(m(k), fr(k))}；其中，as(k)为次用户所持续判决的检测动作，as(k) e {0,1,......，L}，其中0表示无检测，1表示检测信道1，L表示检测信道L，( ε (k)，δ (k)) e Αε δ为决定哪个传感器 操作指向的接收器操作曲线Ae δ为有效指向的接收器操作曲线，对于不同的传感器有不同 的定义，且为接入信道的动作，e {0，1}，其中0表示不接入，1表示接入，m(k) 为所使用的物理层调制和编码方案，fr(k)为数据链路层帧尺寸。该无线感知网络中提高TCP传输性能的方法中的确定无线感知网络系统的即时 反馈和总体反馈，包括以下步骤(21)根据以下公式确定无线感知网络系统中时隙k的即时反馈
权利要求
1.一种无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，所述的无线感知网络中包括主用户 和次用户，其特征在于，所述的方法包括以下步骤(1)确定无线感知网络系统的信道状态空间、状态转移概率和次用户的观测空间；(2)确定无线感知网络系统的次用户的组合动作空间；(3)确定无线感知网络系统的即时反馈和总体反馈；(4)根据所述的即时反馈和总体反馈计算得到无线感知网络系统中的次用户的最佳动 作策略集；(5)根据所述的最佳动作策略集确定为当前TCP传输所选择的最佳信道。
2.根据权利要求1所述中的无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，其特征在于，所 述的确定无线感知网络系统的信道状态空间、状态转移概率和次用户的观测空间，包括以 下步骤(11)根据以下公式确定无线感知网络系统中信道状态空间XX= {1,2,......，s-1，s}；其中，每条信道均是瑞利衰落信道，并且所有信道均拥有相同的状态空间S ；无线感知 网络系统中所有信道整体为一个有S1个状态的离散时间均勻的马尔科夫过程，L为无线感 知网络系统的信道总数，具体为XI= {1,2,......，SL-1, SlI ；(12)根据以下公式确定无线感知网络系统的转移概率矩阵TT = SlXSl ；(13)根据以下公式确定无线感知网络系统的次用户的传感器所观测到观测值θ的概 率其中，j为当前时隙的信道状态，a为所采取的动作，且次用户的传感器观测到该信道 的上一个时隙的观测状态为 θ，θ k G Θ, Θ = {Yl, y2,......, Y J , Y j < Y3,,yi<j\
3.根据权利要求2所述的无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，其特征在于，所述 的确定无线感知网络系统的次用户的组合动作空间，具体为根据以下公式确定无线感知网络系统中次用户在时隙k的组合动作％ak= Ias (k)，( ε (k), δ (k)),aa(k), (η (k), fr (k))}；其中，as(k)为次用户所持续判决的检测动作，as(k) e {0,1,......，L}，其中0表示无检测，1表示检测信道1，L表示检测信道L，( ε (k)，δ (k)) e Αε δ为决定哪个传感器操作 指向的接收器操作曲线，Aes为有效指向的接收器操作曲线，且为接入信道的动作， aa(k) e {0，1}，其中0表示不接入，1表示接入，m(k)为所使用的物理层调制和编码方案， fr(k)为数据链路层帧尺寸。
4.根据权利要求3所述的无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，其特征在于，所述 的确定无线感知网络系统的即时反馈和总体反馈，包括以下步骤(21)根据以下公式确定无线感知网络系统中时隙k的即时反馈& Rk = B (cwnd, RTTk, T0jk, b, ρ (ik, ak))；其中
5.根据权利要求4所述的无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，其特征在于，所述 的根据所述的即时反馈和总体反馈计算得到无线感知网络系统中的次用户的最佳动作策 略集，具体为基于线性规划算法根据所述的总体反馈Ju计算得到有限动作空间中具有最大期望反 馈的值函数。
全文摘要
本发明涉及一种无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，包括确定无线感知网络系统的信道状态空间、状态转移概率和次用户的观测空间、确定次用户的组合动作空间、确定即时反馈和总体反馈、根据即时反馈和总体反馈计算得到无线感知网络系统中的次用户的最佳动作策略集、根据所述的最佳动作策略集确定为当前TCP传输所选择的最佳信道。采用该种无线感知网络中提高TCP传输性能的方法，其根据频谱检测、接入判决、物理层调制和编码方案、无线感知网络中数据链路层帧尺寸而选择TCP流的最佳信道，从而使得TCP流量获得了优化，从而使得TCP流量获得了实质的提高，不仅处理过程快捷方便，而且工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
文档编号H04B17/00GK102055531SQ200910198658
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者于非, 宋铁城 申请人:上海摩波彼克半导体有限公司