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基于测量技术的无线网络拥塞控制研究

作　者: 聂玉婷
导　师: 高仲合
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 网络测量 丢包 拥塞控制 TCPW TCPW-V NS2仿真
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


无线网络和移动计算的发展成为互联网的一个新特点,人们期待在任何时间任何地点以任何方式自由地享用网络服务。在无线网络中,由于其具有误码率高,终端移动切换,链路不稳定,高带宽延迟乘积等特点,传统的基于TCP的拥塞控制机制不能很好地适用于无线网络。本文针对无线网络的特点,采用基于网络测量的方法改进现有的拥塞控制机制,提高了网络传输的性能。论文首先分析了无线网络中现有的拥塞控制机制,讨论了无线网络中发生拥塞的原因、判断标准以及拥塞发生后对网络性能所造成的影响,之后介绍了无线网络中现有的几种典型的拥塞控制技术,分析了它们的利弊之处以及发展情况。其次对无线网络中的各种端到端测量技术进行了深入研究,分析了网络参数与拥塞控制的关系,给出了网络时延测量(单向时延和往返时延)以及带宽测量等方法。此外,在单向时延测量中,本文给出了收发双方时间同步的创新算法Time-Syn,并在真实的网络环境中通过实验验证了该创新算法的正确性以及先进性。最后,论文基于网络测量技术,提出了一种适用于无线网络的改进算法,并用NS2仿真软件对算法进行比较研究,实验结果证实该改进算法具有有效可行性。论文主要做了以下两方面的工作：1.针对单向时延测量中收发双方时间不同步的问题,提出了一种时间同步算法Time-Syn,该算法分别用网络时间协议NTP算法和凸集算法消除了数据传送两端的时钟偏移和时钟时滞,提高了单向时延测量结果的准确性,并在真实的网络环境中采用实验的方法证实了该算法的正确性以及有效性。2.基于网络测量提出了改进的TCPW算法,即TCPW-V算法。该算法根据往返时延RTT确定丢包类型,依据带宽估计值BWE调整发送窗口的大小,有效缓解了网络的拥塞情况。该算法降低了时延的抖动性,提高了数据包的传送速率,增大了吞吐量,在很大程度上改善了网络的性能。最后在NS2仿真环境中,分别将两种方法进行了模拟,分析其性能指标,证实了TCPW-V算法的有效可行性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 论文研究的背景和意义  9-10
  1.2 论文研究问题的现状  10-11
  1.3 研究目标和内容  11-13
    1.3.1 研究目标  11-12
    1.3.2 研究内容  12-13
  1.4 论文的组织结构  13-14
第二章 传统的无线网络拥塞控制技术  14-18
  2.1 数据链路层拥塞控制  14-15
  2.2 有线/无线混合网络中基于分段技术的拥塞控制  15-16
  2.3 基于网络端到端的拥塞控制机制  16
  2.4 多层组合拥塞控制方案  16-17
  2.5 本章小结  17-18
第三章 基于端到端的无线网络测量技术  18-32
  3.1 网络测量概述  18-19
  3.2 网络测量与无线网络拥塞控制  19-20
  3.3 网络时延测量技术  20-27
    3.3.1 网络端到端的时延  20
    3.3.2 端到端单向延迟的测量  20-26
      3.3.2.1 Time-Syn算法的提出  20-21
      3.3.2.2 时间同步问题的解决方案  21-25
      3.3.2.3 Time-Syn算法的试验验证  25-26
    3.3.3 网络往返时延(RTT)的测量  26
    3.3.4 无线网络端到端往返延迟的测量  26-27
  3.4 网络可用带宽测量技术  27-30
    3.4.1 带宽测量技术概述  27-28
    3.4.2 网络中的可用带宽测量技术  28-29
    3.4.3 基于TCP的实时端到端带宽测量  29-30
    3.4.4 无线网络中的端到端带宽测量  30
  3.5 滤波器增益因子与预测值计算  30-31
  3.6 本章小结  31-32
第四章 基于测量技术的改进的无线网络拥塞控制算法  32-45
  4.1 传统的TCP Westwood算法  32-33
  4.2 改进的TCP Westwood算法  33-35
    4.2.1 计算往返时延RTT  33
    4.2.2 区分网络丢包原因  33-34
    4.2.3 改进算法主体  34-35
  4.3 试验仿真  35-44
    4.3.1 NS2简介  35-36
    4.3.2 移动节点模型  36-38
    4.3.3 仿真流程  38
    4.3.4 仿真实验与性能比较  38-44
      4.3.4.1 参数r取值对实验结果的影响  40
      4.3.4.2 TCPW与TCPW-V性能比较  40-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章 总结与展望  45-47
  5.1 论文总结  45-46
  5.2 论文展望  46-47
参考文献  47-50
读学位期间发表的论文  50-51
致谢  51

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信
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