无线TCP VENO在3G网络中的移动性研究

摘要

近年来，随着无线通信的迅猛发展，越来越多的无线通信技术被应用于数据通信中，WLAN、GPRS 到 WIMAX、3G 等无线通信技术的逐渐成熟，无线接入已经逐渐成为当前用户终端接入的热点。TCP 在无线环境下将由于误码引起的丢包也看作是网络拥塞，这将引发不必要的拥塞控制，从而导致 TCP 性能的下降。为克服无线环境下由于随机丢包而产生的性能下降，傅成鹏博士提出了一种新的无线网络环境下 TCP 拥塞控制机制——TCPVeno。TCP Veno 综合了 TCP Reno 和 TCP Vegas 的特点，通过对慢启动、拥塞避免和快速恢复算法的改进，使 TCP 协议在无线网络环境下性能有了较大的改善。但尚未根据 3G 系统的特点，针对移动性进行性能分析和改进。 本文研究了 TCP Veno 在 UMTS 3G 蜂窝网络中的性能和移动性支持方案。首先描述了 TCP 的基本原理，拥塞控制机制，TCP Veno 的算法思想。其次，分析了 TCP Veno 在 UMTS 网络中的性能及由于切换、小区边缘信号下降等原因对 TCP Veno 的性能影响，并通过仿真实验对 TCP Veno 的基本参数进行了改进和优化。最后，为了克服越区切换造成的 TCP-Veno 性能下降，结合显式切换通知 (EHN) 机制，提出了一种 TCP Veno 协议的改进版本 TCP M-Veno，并通过仿真进行了性能验证。

目录

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声明

第一章绪论

1.1 TCP协议

1.2第三代移动通信系统

1.3无线TCP的国内外研究现状

1.4 UMTS网络中TCP国内外研究背景和动态

1.5论文结构

第二章TCP基本原理与TCP Veno协议

2.1 TCP协议概述

2.2 TCP基本原理

2.2.1 TCP连接建立与终止

2.2.2 TCP流量控制机制

2.2.3 TCP拥塞控制机制

2.2.4 TCP差错控制机制

2.3 TCP Veno协议

2.3.1 TCP Veno的状态区分算法

2.3.2 TCP Veno的拥塞控制机制

第三章UMTS网络中的TCP Veno性能及移动性分析

3.1 UMTS无线链路特性及对TCP协议的影响

3.1.1 UMTS 3G网络与协议结构

3.1.2 UMTS无线接口

3.1.3 AM模式下数据流示意图

3.1.4 UMTS无线链路特性及对TCP协议的影响

3.2仿真实验环境

3.2.1 NS2仿真软件

3.2.2增强UMTS无线接入扩展模块

3.2.3仿真拓扑结构

3.3 UMTS系统DCH信道下TCP Veno基本参数分析

3.3.1通告窗口的影响

3.3.2初始化窗口的影响

3.3.3 TCP Veno的β值的影响

3.3.4 TCP时间戳选项

3.3.5参数优化后综合性能分析

3.4 UMTS系统下的TCP Veno性能分析

3.4.1 DCH信道

3.4.2 HS-DSCH信道

第四章TCP M-Veno协议研究

4.1 UMTS网络中切换对TCP协议的影响

4.2 TCP M-Veno协议的基本思路

4.3 TCP M-Veno中的带宽估计算法

4.3.1包对算法(Packet Pair)

4.3.2 TCP Vegas算法

4.4 TCP M-Veno中的显式切换通知机制

4.4.1显式切换通知机制的基本过程

4.4.2显式切换通知机制中RTT采样及RTO设置

4.4.3显式切换通知机制中拥塞窗口和慢启动门限的设置和处理

4.4.4切换处理过程中ACK报文的处理

4.5 TCP M-Veno协议实现流程

4.6 TCP M-Veno仿真与结果分析

4.6.1仿真实验环境

4.6.2仿真结果分析

第五章全文总结

5.1本文工作总结

5.2将来的工作展望

致谢

攻硕期间从事的科研工作及取得的研究成果

参考文献