李文等：基于带宽与往返时间联合预测的多路径并行传输性能优化算法 ·137 径选择. 最后利用NS-2软件对算法性能进行评估. 从上文容易看出，路径选择算法的时间复杂度取 4.1仿真场景 决于计算式(23)所需的时间以及对所有路径的T:值 (1)带宽敏感场景.图2表示仿真中采用的带宽 进行排序需要的时间，而排序运算对后文中进行性能 敏感仿真场景拓扑图，这是一种典型的客户端一服务 比较的三种算法而言都是相同的，因此时间复杂度主 器的拓扑.左边的终端A表示拥有两个802.11b无线 要取决于对式(23)进行计算所需的时间.本文提出的 接口的多家乡客户端.右边的终端B表示拥有两个有 基于扩展矢量卡尔曼滤波的联合预测算法在更准确预 线接口的多家乡服务器.假设终端A和终端B都是静 测带宽与往返时间的同时，收敛速度要比其他估计算 止的，在仿真中，A拥有的两个802.11b无线接口被分 法更快，因此能够以更短的时间获得每条路径的T: 别分配至两个不同的信道，这样能够避免两者间的互 值，从而具有更低的时间复杂度 扰.同时假设有线链路中不存在数据包丢失，传输层 中路径1无线链路的丢包率固定为1%，而路径2的丢 4仿真及结果 包率在区间ū%，10%]中变化.另外，假设路径1与 为了更全面地验证本文所提算法的性能并与文献 路径2上传输时延均为45s.对这种仿真场景而言， ū4]中算法进行比较，我们主要采用两类仿真场 虽然路径1与路径2的传输时延相同，往返时间也相 景一带宽敏感场景以及时延和带宽都敏感的场景， 近，但是两者的丢包率不同，导致两者实际的可用带宽 其中带宽敏感场景仍然采用文献14]中的仿真场景. 也将不同，因此我们称其为带宽敏感的仿真场景 802.11b ((o) 路径1 因特网 b2 路径2 图2带宽敏感的仿真场景拓扑结构图 Fig.2 Simulation topology of bandwidth sensitive scene (2)时延和带宽都敏感的场景.图3表示仿真中 不同的网络接口F1和F2.路径1表示从终端A的 采用的时延和带宽都敏感的仿真场景拓扑图.该场景 接口F1传往终端B的接口FI的链路，路径2表示 假设移动终端A在全球移动无线通信系统-2000(i- 从终端A的接口F2传往终端B的接口F2的链路 ternational mobile telecommunications-2000,IMT-2000) 根据MT-2000与PHS的实际通信能力，假设终端A 与个人手持电话系统(personal handy-phone system, 的接口F1的最大传输速率为128kbps(PHS),接口 PHS)两种网络重叠的区域间漫游.移动终端A与固 F2的最大传输速率为384kbps(IMT-2000):终端B 定终端B能够进行实时通信，终端A与B均支持两种 的接口F1和F2的最大传输速率均为I0Mbps(采用 路径1 50ms,1% 个人手持 电话系统 以太网 128 kbps API 100 Mbps Router 1 100 Mbps 移动终端A 固定终端B 全球移动无线 通信系统-2000 384 kbps IF2 AP2 以太网 Router2 IF2 100 Mbps 100 Mbps 路径2 100m%.1%-5% 图3时延和带宽都做感的仿真场景拓扑图 Fig.3 Simulation topology of time and bandwidth sensitive scene李 文等: 基于带宽与往返时间联合预测的多路径并行传输性能优化算法 径选择． 从上文容易看出，路径选择算法的时间复杂度取 决于计算式( 23) 所需的时间以及对所有路径的 Ti 值 进行排序需要的时间，而排序运算对后文中进行性能 比较的三种算法而言都是相同的，因此时间复杂度主 要取决于对式( 23) 进行计算所需的时间． 本文提出的 基于扩展矢量卡尔曼滤波的联合预测算法在更准确预 测带宽与往返时间的同时，收敛速度要比其他估计算 法更快，因此能够以更短的时间获得每条路径的 Ti 值，从而具有更低的时间复杂度． 4 仿真及结果 为了更全面地验证本文所提算法的性能并与文献 ［14］中 算 法 进 行 比 较，我们主要采用两类仿真场 景———带宽敏感场景以及时延和带宽都敏感的场景， 其中带宽敏感场景仍然采用文献［14］中的仿真场景． 最后利用 NS--2 软件对算法性能进行评估． 4. 1 仿真场景 ( 1) 带宽敏感场景． 图 2 表示仿真中采用的带宽 敏感仿真场景拓扑图，这是一种典型的客户端--服务 器的拓扑． 左边的终端 A 表示拥有两个 802. 11b 无线 接口的多家乡客户端． 右边的终端 B 表示拥有两个有 线接口的多家乡服务器． 假设终端 A 和终端 B 都是静 止的，在仿真中，A 拥有的两个 802. 11b 无线接口被分 别分配至两个不同的信道，这样能够避免两者间的互 扰． 同时假设有线链路中不存在数据包丢失，传输层 中路径1 无线链路的丢包率固定为1% ，而路径2 的丢 包率在区间［1% ，10%］中变化． 另外，假设路径 1 与 路径 2 上传输时延均为 45 ms． 对这种仿真场景而言， 虽然路径 1 与路径 2 的传输时延相同，往返时间也相 近，但是两者的丢包率不同，导致两者实际的可用带宽 也将不同，因此我们称其为带宽敏感的仿真场景． 图 2 带宽敏感的仿真场景拓扑结构图 Fig． 2 Simulation topology of bandwidth sensitive scene 图 3 时延和带宽都敏感的仿真场景拓扑图 Fig． 3 Simulation topology of time and bandwidth sensitive scene ( 2) 时延和带宽都敏感的场景． 图 3 表示仿真中 采用的时延和带宽都敏感的仿真场景拓扑图． 该场景 假设移动终端 A 在全球移动无线通信系统--2000 ( in￾ternational mobile telecommunications-2000，IMT-2000 ) 与个 人 手 持 电 话 系 统( personal handy-phone system， PHS) 两种网络重叠的区域间漫游． 移动终端 A 与固 定终端 B 能够进行实时通信，终端 A 与 B 均支持两种 不同的网络接口 IF1 和 IF2． 路径 1 表示从终端 A 的 接口 IF1 传往终端 B 的接口 IF1 的链路，路径 2 表示 从终端 A 的接口 IF2 传往终端 B 的接口 IF2 的链路． 根据 IMT--2000 与 PHS 的实际通信能力，假设终端 A 的接口 IF1 的最大传输速率为 128 kbps ( PHS) ，接口 IF2 的最大传输速率为 384 kbps( IMT--2000) ; 终端 B 的接口 IF1 和 IF2 的最大传输速率均为 10 Mbps ( 采用 · 731 ·