基于Ad hoc网络的TCP协议拥塞控制机制与公平性研究

摘要

Ad hoc网络是一种新型的无线通信网络，它是由无线移动终端组成多跳、临时的自治系统，具有很大灵活性，能广泛应用于有线或其它无线网络无法应用的军事战备、紧急救援、临时会议等多种场合。TCP协议是目前Intemet上应用最普遍的传输层协议，WWW、FTP、Telnet等多种广泛应用的业务都基于它的支撑，因此在Ad hoe网络中使用TCP协议是很有必要的。 而传统的TCP协议针对于有线网络设计，由于Ad hoc网络具有节点移动频繁、无线信道误码率高等特性，传统的TCP协议己不适合这样的环境，如果依然按照有线网络的环境进行拥塞控制，将导致TCP性能急剧下降。为此，需要对传统的TCP拥塞控制方案进行改进，使之适合于Ad hoc网络环境。 本文首先介绍了Ad hoc网络的特性和应用领域，以及几种传统的TCP协议，并通过仿真实验对传统TCP应用于Ad hoc网络环境的性能进行了分析。然后在分析总结现有无线网络TCP拥塞控制机制的基础上，提出了一种基于可用带宽估计的TCP拥塞控制方案。该方案结合使用两种数字滤波算法来对可用带宽进行精确估计，得出判断拥塞发生的阈值，在此基础上使用一种基于公平性的主动队列管理策略-FAQM进行拥塞控制。仿真实验结果充分验证了该方案的有效性。

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1无线网络中TCP协议拥塞控制机制研究概况

1.1.1无线网络发展现状及本文研究背景

1.1.2国内外Ad hoc网络研究进展

1.2本文所做主要工作和文章结构安排

第2章TCP协议拥塞控制机制及其在无线网上的性能分析

2.1 TCP拥塞控制算法

2.1.1拥塞产生原因、控制介绍

2.1.2拥塞控制算法

2.2几种应用比较广泛的TCP拥塞控制机制

2.2.1 TCP Tahoe

2.2.2 TCP Reno和TCP NewReno

2.2.3 TCP SACK

2.2.4 TCP Vegas

2.3 NS-2网络仿真器介绍

2.3.1 NS-2的安装

2.3.2 NS-2仿真原理

2.3.3 NS-2模拟过程与方法

2.3.4几个常用仿真数据分析工具

2.4拥塞控制机制相关评价方法和性能分析

2.4.1经典TCP拥塞控制机制在无线环境中的问题

2.4.2 TCP拥塞控制机制在自组织无线网络上的性能分析

2.5本章小节

第3章Adhoc网TCP拥塞控制机制和相关算法的改进

3.1引言

3.2相关工作

3.3一种改进的可用带宽估计算法

3.3.1隐藏、暴露终端问题和802.11DCF协议

3.3.2可用带宽估计

3.4基于主动队列管理的TCP拥塞控制策略

3.4.1拥塞判定方法

3.4.2拥塞控制机制

3.5算法公平性分析

3.5.1算法公平性

3.5.2公平性指数的定义

3.6小节

第4章NS-2仿真与性能分析

4.1概述

4.2关于NS2仿真的一些参数设置

4.3吞吐量、拥塞窗口与包成功到达率

4.4公平性分析

4.5不同移动速率下的平均吞吐量

第5章总结

5.1概述

5.2本文所作的工作及创新之处

5.3不足之处和进一步的研究工作

参考文献

致谢

附录