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基于GPRS的车载无线通信系统设计及传输性能优化

作　者: 薄凯
导　师: 付晓梅
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 通用分组无线业务 嵌入式系统 传输控制协议 分段连接解决方案
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 59次
引　用: 2次
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内容摘要


本文在研究并分析了当前智能交通系统中无线通信终端的发展和使用情况的基础上,设计了一种基于当前GPRS网络的车载无线通信终端系统。该系统使用ARM7微处理器,提升了该终端的性价比。通过移植嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,保证了终端使用的实时性。在终端中移植了轻量级TCP/IP协议栈LwIP,增强了该系统的网络应用性。在完成硬件设计和软件开发和移植后,该终端在测试中具有良好的性能,达到了项目开始时设计的要求。针对在短时间内接发大量数据时,存在丢失数据的问题,在分析了各种可能的因素后,锁定在通过改进无线链路传输层协议来改善无线网络数据传输性能。由于传统TCP认为丢包是因为网络拥塞而非无线环境的高丢包率造成的,进而启动慢启动等拥塞控制机制,从而影响了网络吞吐量,使数据传输效率大为降低。本文在深入了解各种改善无线网络TCP性能的经典算法的基础上,通过改进基于分段连接解决方案的snoop算法,来提高无线网络的传输性能。通过网络模拟软件NS-2的仿真模拟,得到了比较好的结果。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究状况  8-10
  1.3 课题主要研究内容  10-11
  1.4 论文的组织结构  11-12
第二章 GPRS网络概述  12-19
  2.1 GPRS网络结构  12-14
  2.2 GPRS协议栈  14-16
    2.2.1 GPRS传输面协议栈  14-16
    2.2.2 GPRS控制面协议栈  16
  2.3 GPRS各网元的相互作用  16-17
    2.3.1 移动用户附着过程  17
    2.3.2 移动用户激活PDP过程  17
  2.4 小结  17-19
第三章 通信终端系统的硬件设计  19-25
  3.1 无线通信终端的硬件原理图  19-20
  3.2 ARM与嵌入式系统  20-22
    3.2.1 ARM概述  20
    3.2.2 嵌入式系统  20-22
    3.2.3 本设计中微处理器的选择与应用  22
  3.3 GPRS无线通信模块  22-24
  3.4 小结  24-25
第四章 通信终端系统的软件设计  25-43
  4.1 嵌入式操作系统  25-27
    4.1.1 概述  25-26
    4.1.2 UC/OS-Ⅱ概述  26-27
  4.2 软件集成开发环境简介  27-29
  4.3 UC/OS-Ⅱ移植到ARM硬件平台  29-35
    4.3.1 移植条件  29
    4.3.2 移植前的准备工作——设计启动加载程序  29-31
    4.3.3 移植工作的具体内容  31-32
    4.3.4 移植的具体过程  32-35
  4.4 移植TCP/IP协议栈  35-39
    4.4.1 无线终端接入GPRS网络的方式  35-37
    4.4.2 嵌入式TCP/IP协议栈  37-38
    4.4.3 移植LwIP  38-39
  4.5 GPRS无线数据收发程序的设计与实现  39-41
  4.6 测试与小结  41-43
第五章 GPRS网络可靠传输  43-52
  5.1 传统TCP/IP中的可靠传输  43-48
    5.1.1 TCP的可靠传输控制方法  43-44
    5.1.2 TCP的流量控制和拥塞控制机制  44-48
  5.2 GPRS对TCP性能的影响  48-49
  5.3 GPRS网络中几种经典的TCP改进算法  49-51
    5.3.1 WECN算法  50
    5.3.2 LT算法  50-51
    5.3.3 PACING算法  51
  5.4 小结  51-52
第六章 对传统TCP算法的改进  52-60
  6.1 SNOOP协议算法介绍  52-55
  6.2 仿真环境NS-2简介及上述算法的仿真结果  55-58
    6.2.1 NS-2(Network Simulator 2)模拟器简介  55-56
    6.2.2 SNOOP算法的仿真设置及结果  56-58
  6.3 对SNOOP算法的改进及仿真  58-59
  6.4 小结  59-60
第七章 总结与展望  60-61
参考文献  61-63
发表论文和科研情况说明  63-64
致谢  64

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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 > 移动通信
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