异构无线网络中TCP性能的研究与改进

摘要

随着无线通信技术的迅速发展，出现了多种无线接入网络并存的局面。将不同无线接入技术、不同传输性能的网络融合到一起构成的单个逻辑网络称为异构无线网络。相比起底层接入技术的迅速发展，网络上层协议发展缓慢。异构无线网络中，TCP端到端的拥塞控制机制对网络的健壮性和稳定性具有非常重要的作用，因此是网络研究的一个热点问题。
　　在异构无线网络中，垂直切换所带来的传输时延以及切换后网络传输性能的变化都可能错误地激发TCP的拥塞控制机制。本文以具有广泛应用前景的TCP Vegas算法为基础，提出了改进算法B-EVegas，提高了TCP连接在通信节点发生垂直切换后的传输性能。针对Vegas算法对可用带宽竞争性弱的问题，又提出了基于可变门限值的改进算法T-EVegas。本文主要内容如下:
　　介绍了当前主要的无线接入技术。研究了异构无线网络中的垂直切换技术与Mobile IP技术。介绍了传输控制协议的主要内容，并分析了无线环境对TCP性能的影响，总结并比较了无线系统中TCP性能增强方案的主要思想。针对异构无线网络中移动节点发生垂直切换时传输层性能下降的问题，以TCP Vegas为基础提出了改进算法B-Evegas，给出了垂直切换发生时的传输控制方法，垂直切换后拥塞窗口的恢复采用带宽估计法，结合分段增加策略与快速调整机制，使拥塞窗口能快速收敛到稳定值。针对Vegas算法与其它TCP算法相比存在对带宽竞争力不足的问题，又提出了基于可变门限值的改进算法，即T-EVegas算法。仿真结果表明，B-EVegas算法可以有效地提高垂直切换发生后TCP连接的吞吐量或者减小数据包的传输时延，而采用T-EVegas算法的TCP流在与基于Reno的TCP流共存时，对瓶颈带宽的占有率明显提升，进而提高了不同TCP算法共存时在占有可用带宽上的公平性。

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.3 本文的组织结构

第二章 异构无线网络

2.1 无线通信网络2.1.1 WLAN

2.2 异构无线网络关键技术

2.3 本章小结

第三章 传输控制协议

3.1 TCP 概述

3.2 TCP 拥塞控制算法

3.3 本章小结

第四章 无线系统中 TCP 性能增强方案研究

4.1 无线环境对 TCP 性能的影响

4.2 分割 TCP 方案

4.3 链路层解决方案

4.4 端到端解决方案

4.5 本章小结

第五章 针对垂直切换的 TCP Vegas 改进

5.1 现有研究的不足

5.2 快速自适应拥塞控制算法 B-Evegas

5.3 仿真与性能分析

5.4 本章小结

第六章 针对公平性的 TCP Vegas 改进

6.1 可变门限值改进算法 T-EVegas

6.2 仿真与性能分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 进一步研究方向与建议

参考文献

作者在硕士研究生期间发表的论文