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多跳Ad Hoc网络的TCP性能改进

作　者: 王小丽
导　师: 秦军
学　校: 南京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 多跳Ad Hoc TCP性能 假链路失效 吞吐量
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


在无线通信领域,移动Ad Hoc网络作为一种新的网络得到了迅速的发展。Ad Hoc网络不需要固定的网络设施,由一些自带无线接收器和发射器装置的无线节点组成的一个多跳的、临时性的自治系统。易于组网且容易实现的优点使得其备受关注。网络中的这些无线节点可以任意移动形成动态拓扑且无中心、多跳路由,然而正是这些特性使得传统的TCP协议无法在Ad Hoc网络上直接使用,传统TCP协议把丢包无一例外认为是网络拥塞引起的,而在Ad Hoc网络中丢包不仅仅是由网络拥塞引起的,如果在Ad hoc网络中直接使用传统TCP协议,将会造成网络吞吐量的下降。因而如何改善Ad Hoc网络中TCP的性能是一个非常重要的研究课题。本文首先介绍了Ad Hoc网络的基础知识和传统TCP协议及其拥塞控制机制,其次结合了Ad Hoc网络特有的属性,从网络协议层入手,分析了网络协议层对TCP性能的影响,并分析了目前针对这些影响因素的改进方案。最后针对假链路失效严重影响了TCP吞吐量问题提出了改进方案,采用忙音多址访问技术中双信道的思路,提出了基于双信道的BTAS算法来减少这种影响。基于不可靠的广播问题,BTAS算法增加了一个窄带忙音信道,为链路失效检测帧的发送预约信道,这样能够有效避免检测帧的冲突,就能够有效避免假链路失效问题。有效地提高TCP的吞吐量,改善了TCP的性能。本文选择了具有开放源代码的NS作为Ad Hoc网络的仿真工具。把改进算法在吞吐量和公平性上与IEEE802.11协议的进行了仿真对比。并描述了仿真的具体过程。仿真结果表明改进后的算法对Ad Hoc网络中TCP性能的提高是有效地。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 本文的研究背景  8-9
  1.2 研究现状  9-10
  1.3 研究目的及主要内容  10
  1.4 论文的结构  10-11
第二章 Ad Hoc 网络及TCP 协议  11-19
  2.1 Ad Hoc 网络简介  11-15
    2.1.1 Ad Hoc 的发展历程  11-12
    2.1.2 Ad Hoc 网络的特点  12-14
    2.1.3 Ad Hoc 网络的应用  14-15
  2.2 传统TCP 协议及拥塞控制  15-18
    2.2.1 TCP 协议的拥塞检测  16
    2.2.2 TCP 协议的拥塞控制  16-18
  2.3 本章小结  18-19
第三章 Ad Hoc 网络中TCP 的性能问题  19-29
  3.1 影响TCP 性能的因素  19-20
  3.2 MAC 层的影响及研究现状  20-25
    3.2.1 MAC 层的影响因素  20-21
    3.2.2 MAC 层的研究现状  21-25
  3.3 网络层的影响及研究现状  25-28
    3.3.1 网络层的影响因素  25-26
    3.3.2 网络层的研究现状  26-28
  3.4 本章小结  28-29
第四章 Ad Hoc 环境下TCP 性能的改进  29-42
  4.1 影响TCP 稳定性和公平性的原因  29-30
    4.1.1 不可靠的广播问题  29-30
    4.1.2 假链路失效问题  30
  4.2 假链路失效对TCP 性能的影响  30-31
    4.2.1 对TCP 稳定性的影响  30-31
    4.2.2 对TCP 公平性的影响  31
  4.3 TCP 性能的改进现状  31-37
    4.3.1 TCP 性能改进的单层改进方案  32-34
    4.3.2 跨层综合改进策略  34-36
    4.3.3 优化策略的性能比较  36-37
  4.4 基于忙音多址访问的忙音协助算法-BTAS  37-41
    4.4.1 双忙音多址访问协议  37-38
    4.4.2 BTAS 算法的架构  38
    4.4.3 BTAS 算法的描述  38-41
  4.5 本章小结  41-42
第五章 性能仿真  42-51
  5.1 仿真工具及步骤概述  42-43
    5.1.1 NS2 仿真工具  42
    5.1.2 仿真步骤  42-43
  5.2 吞吐量性能仿真  43-47
    5.2.1 静态链式拓扑  43-45
    5.2.2 静态交叉拓扑  45-47
  5.3 公平性性能仿真  47-50
    5.3.1 公平性指数  47-48
    5.3.2 静态链式拓扑  48-49
    5.3.3 静态交叉拓扑  49-50
  5.4 本章小结  50-51
第六章 总结与展望  51-53
  6.1 总结  51-52
  6.2 展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-57
作者在硕士研究生期间发表的论文  57

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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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