异构移动互联网环境下面向多接口终端的流数据传输优化

Research on how to use coexistence access network technologies based on user terminal's multi-interface simultaneously addresses the core issues in the development process of the future heterogeneous mobile Internet. The purpose of this project is to study multi-interface terminal oriented stream data transmission optimization in heterogeneous mobile Internet. The main research content includes the following four aspects: 1)Study how to define and represent the uniform cost function model, and make stream partition based handover decisions; 2)Study dynamic allocation mechanism of multi-network resources. In order to maximize the utility on users' side, study how to establish stream partition based utility function and constraint equations. Study resource allocation method combined resource reservation mechanism with competition mechanism on the network's side. Study traffic prediction based resource pre-distribution mechanism. 3) Study real-time streaming codec (coding and decoding) and transmission optimization scheme based on layered coding and network coding combining; 4)According to the time-varying characteristic of the network, study how to establish the analysis and evaluation model based on time-varying multi-queue decomposition and combination. All these four issues complement each other and form an organic whole. This project will provide a theoretical and experimental basis for simultaneously using multi-interface and multi-access technologies in heterogeneous mobile Internet. The study will have a great significance in the long-term and healthy development of heterogeneous mobile Internet.

如何基于用户终端的多接口实现各种共存的接入网络技术的同时使用，解决的是未来异构移动互联网发展过程中的核心问题。本项目旨在研究流数据的在异构移动互联网中面向多接口终端的传输优化问题，主要研究内容包括：1）研究统一代价函数模型定义和表征，实现以流划分为基础的数据流移动切换决策；2）研究多网络的资源动态分配机制，在用户侧从最大化效用的角度，建立以流划分为基础的效用函数和约束方程，在网络侧采用资源预留和竞争机制相结合的资源分配方法，并研究基于流量预测的资源预先分配机制；3）研究基于分层编码和网络编码相结合的实时流媒体数据编解码和优化传输方案；4）根据网络的时变特性，研究基于时变多队列分解与组合的分析评估模型。以上四点相辅相成，形成了一个有机的整体。本项目的研究将对异构移动互联网环境下多接口多接入网络的合理地同时使用提供理论依据和实验基础，对异构移动互联网的长远、健康发展有着重要的意义。

本课题研究了流数据的在异构移动互联网中面向多接口终端的传输优化问题，主要工作描述如下：.1）将多接口场景下的接入网络选择和多路径数据调度建模为一个优化问题，从最大化用户效用的角度考虑子流公平性、瓶颈公平性和网络公平性问题。从综合能效和传输效率的角度，研究相应的接口选择、数据调度和耦合拥塞控制算法。.2）研究网络编码和多径传输相结合的机制，提出保证公平性的同时能够提升传输性能的拥塞控制算法。.3）通过基于TCP的数据传输的理论建模，提出一种基于统计的前向动态预测调度算法，并通过偏移补偿来抵消累计误差。根据不同路径的参数获取，对接收端缓存进行预分割，提出相应的流控方案。.4）立足于传统的TCP/IP网络架构，基于IP的选项功能，设计一种新的协议框架来实现存储感知计算一体化网络过渡方案，一方面实现基于内容的路由，实现in-network caching的功能，另外一方面对现有TCP/IP网络框架完全兼容，不影响传统网络应用在新型网络上的正常运行。.5）在实现方面，我们基于Linux内核实现了MPTCP的瓶颈公平性、网络公平性、子流公平性。同时利用华为提出的VMOS对传输性能进行量化。.6）在项目执行中我们还关注了移动性管理、安全性等相关问题，产生了一批重要成果，拓展新的研究方向。