多跳无线局域网移动主机为中心的传输控制协议

摘要

随着无线技术的不断发展，越来越多的用户选择通过无线局域网(WLAN)接入互联网；这一趋势使得提高无线宽带接入的质量逐步成为了研究热点。近年来，在WLAN的基础上出现了多跳无线局域网(Multi-hop WLAN)，其传输层协议性能也引起了大量研究人员的关注。研究传输层协议在Multi-hop WLAN场景下的表现顺应无线网络发展的趋势，具有重要的意义。 为提高无线网络中传输层协议的性能，我们提出了以移动主机为中心的传输控制协议(MCP: Mobile-Host-Centric Transport Protocol)。当移动主机为发送端时，MCP协议采用以发送端为中心的控制机制；当移动主机为接收端时，MCP协议采用以接收端为中心的控制机制。课题组前期工作设计并在仿真软件NS2和实验床上实现了MCP协议。本文主要针对Multi-hop WLAN场景，使用跨层设计，并增加MCP头部，对MCP协议进行了改进。 在Multi-hop WLAN场景中，改进的MCP协议使用跨层机制收集无线节点MAC层的丢包信息和接口队列的丢包信息作为反馈信息。为了将无线节点的反馈信息带回无线端节点进行处理，我在每一个数据包的TCP头部和IP头部之间加入了MCP头部。无线节点在存储转发数据包或确认包(ACK)的过程中，将提取与该包来自同一条流的丢包反馈信息，并将其填充到该包的MCP头部中。最终，所有无线节点的丢包反馈信息都将随着数据包或ACK包的传递返回到无线端节点。无线端节点将根据这些反馈信息对数据的发送进行相应地调整。 我在仿真软件NS2中实现了MCP协议跨层改进机制，并在Multi-hop WLAN场景中对其进行了性能评价。仿真结果表明，在基本不影响公平性的前提下，加入了跨层改进机制的MCP协议比广泛使用的TCP Reno协议，在数据流吞吐率方面有显著的提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2项目背景

1.3论文的工作

1.4论文的结构

第二章Multi-hop WLAN的特点及无线网络传输层协议的研究现状

2.1 Multi-hop WLAN的特点

2.1.1 Multi-hop WLAN的优点

2.1.2 Multi-hop WLAN的缺点

2.2无线网络传输层协议的研究现状

2.2.1分裂连接的解决方案

2.2.2传输层端到端解决方案

2.2.3使用跨层方法的解决方案

2.2.4各种传输层解决方案的比较

2.3小结

第三章移动主机为中心的传输控制协议及其特点

3.1移动主机为中心的传输控制协议

3.1.1连接管理

3.1.2流量控制

3.1.3拥塞控制

3.2 MCP协议的特点

3.3小结

第四章移动主机为发送端的MCP协议在Multi-hop WLAN中的改进

4.1跨层反馈机制原理

4.1.1 MAC层反馈机制原理

4.1.2接口队列反馈机制原理

4.2反馈信息的存储

4.3反馈信息的收集和传递

4.4反馈信息的处理

4.5移动主机作为发送端在NS2中的实现

4.5.1仿真软件NS2简介

4.5.2 MCP头部的实现

4.5.3反馈信息收集的实现

4.5.4反馈信息传递的实现

4.5.5反馈信息处理的实现

4.6小结

第五章移动主机为接收端的MCP协议在Multi-hop WLAN中的改进

5.1反馈信息的收集和传递

5.1.1反馈信息的收集

5.1.2请求Req包的改进

5.1.3反馈信息的传递

5.2反馈信息的处理

5.2.1发送端对于反馈信息的处理

5.2.2接收端对于反馈信息的处理

5.3无线节点作为接收端在NS2中的实现

5.3.1反馈信息收集和传递的实现

5.3.2反馈信息处理的实现

5.4小结

第六章MCP协议在Multi-hop WLAN中的性能评价

6.1仿真环境介绍

6.2加入反馈机制的改进MCP协议的性能评价

6.2.1单条流Multi-hop WLAN场景

6.2.2多条流Multi-hop WLAN场景

6.2.3两状态错误模型

6.3小结

第七章总结与展望

7.1论文总结

7.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢