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无线网中TCP协议改进算法研究

作　者: 李超
导　师: 林亚平
学　校: 湖南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: TCP协议 蜂窝无线网络 自组织无线网络 带宽估计 路由探测 选择确认
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


TCP协议在Internet网上表现出良好的性能，但应用于无线网络时，其性能显著下降。因此如何提高TCP在无线网上的性能成为目前重要的研究课题。本文主要研究改进蜂窝无线网和自组织无线网中TCP协议的问题。 为了对TCP进行有效地改进，本文分别分析了蜂窝无线网和自组织无线网中TCP协议的性能。针对蜂窝无线网，分析了TCP数据分别在有线链路和无线链路上传输的不同特性，比较了不同TCP版本在无线链路上传输的性能；针对自组织无线网，分析了三种典型拓扑结构中TCP的性能。在理论和实验分析的基础上总结了无线网中影响TCP性能的主要因素。 在性能分析的基础上，本文提出了一种基于带宽估计的端到端TCP拥塞控制算法。该算法通过确认报文携带的信息来估计目前带宽，并使用相应的估计参数更新拥塞窗口。实验结果表明，与传统的TCP-Newreno、TCP-Sack等协议比较，新算法在链路差错率较高时具有较好的性能，因此适合无线网络的应用。 针对自组织无线网络中导致TCP性能下降的原因，本文还提出了一种端到端的改进算法TCP-Probe。TCP-Probe通过采用选择确认机制降低网络负载，从而减少链路冲突的概率，由此提高网络带宽的利用率。实验结果表明，TCP-Probe在不需要改变路由的条件下能提高TCP在自组织无线网络上的性能。 最后，本文实现了一个基于NS-2的可视化网络模拟器。该模拟器具有自动生成模拟脚本、自动分析模拟结果、自动生成统计图表和模拟进度显示等功能。利用此模拟器可以方便地进行网络协议评价和分析。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
插图索引  9-10
附表索引  10-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 无线网中TCP协议研究概况  11-16
    1.1.1 研究背景  11-14
    1.1.2 研究进展  14-16
  1.2 本文所做的主要工作  16-18
第2章 TCP协议在无线网上的性能分析  18-30
  2.1 引言  18
  2.2 NS-2网络模拟器  18-19
    2.2.1 NS-2网络模拟器的特性  18-19
    2.2.2 NS-2网络模拟器的体系结构  19
  2.3 Markov错误模型  19-20
  2.4 TCP协议在蜂窝无线网络上的性能分析  20-25
    2.4.1 无线链路与有线链路  21-22
    2.4.2 TCP协议在无线链路上的数据传输比较  22-24
    2.4.3 TCP协议的吞吐率分析  24-25
  2.5 TCP协议在自组织无线网络上的性能分析  25-28
    2.5.1 单跳无线网络  26-27
    2.5.2 链式无线网  27-28
    2.5.3 自组织网络  28
  2.6 小结  28-30
第3章 基于带宽估计的无线网拥塞控制机制  30-37
  3.1 引言  30
  3.2 相关工作  30-31
  3.3 基于带宽估计的TCP性能改进算法  31-32
  3.4 实验结果与分析  32-36
    3.4.1 α取值对带宽估计的影响  32-33
    3.4.2 性能评价指标  33-34
    3.4.3 模拟实验参数  34
    3.4.4 实验结果分析  34-36
  3.5 小结  36-37
第4章 自组织无线网络中TCP改进算法  37-42
  4.1 引言  37-38
  4.2 相关工作  38
  4.3 TCP协议的改进  38-40
  4.4 实验结果与分析  40-41
  4.5 小结  41-42
第5章 VNS图形化网络模拟器的设计与实现  42-52
  5.1 VNS网络模拟器的基本特性  42
  5.2 系统设计  42-43
  5.3 关键技术  43-45
    5.3.1 工程文件表示  43-44
    5.3.2 自动脚本生成  44
    5.3.3 自动结果分析  44
    5.3.4 自动图表绘制  44-45
    5.3.5 模拟进度显示  45
  5.4 系统实现  45-50
    5.4.1 系统环境  45-46
    5.4.2 主要功能  46-50
  5.5 小结  50-52
结论  52-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
附录A 攻读学位期间完成论文与科研项目情况  59

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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 > 无线电中继通信、微波通信
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