因特网拥塞控制算法及认知无线电MAC机制研究

摘要

一个完整的网络端到端通信包括无线接入网和有线核心网两部分。当前,随着因特网及互联网应用的迅速发展,网络拥塞和资源分配问题日益严重。这些问题是不可避免的,因为TCP和UDP用户都想要获得尽可能高的带宽以保证其服务质量,而网络容量却是有限的,因此,避免和控制网络拥塞问题是近年来的热点研究课题。另外,无线通信技术的发展以及笔记本电脑等移动设备的广泛应用,无线网络优点逐渐体现出来,但是,无线频谱作为一种不可再生资源是有限的。认知无线电技术是解决频谱资源日益紧张的一个有效途径,也能够动态的适应无线环境的变化,及选择合适的频谱资源和传输方式动态接入到无线网络中。因此,本文主要从两大方面对网络模型和算法进行研究:(1)Internet网络拥塞控制机制研究;(2)认知网络IEEE802.22 MAC(介质接入控制)层研究。
　　 本文在Internet网络与认知无线网MAC模型的研究包括以下两大方面:
　　 1.Internet中主动队列管理拥塞控制机制数学模型研究。本文分析了TCP/AQM/RED流体模型,并提出了TCP/AQM/RED系统稳定的充分条件。同时扩展了TCP/AQM时滞系统模型以分析TCP与UDP混合流与多队列路由器拥塞控制机制,提出了一种TCP-UDP/AQM/RED模型。根据该模型,可有效地分析UDP流存在的条件下TCP/AOM系统的性能。最后介绍了一种支持区分服务的主动队列管理机制,对不同优先级的分组使用不同的丢包机制,从而达到为高优先级服务提供可靠的服务质量的目的。
　　 2.为了适应认知网络的环境,本论文提出一种新的MAC机制,能够允许非授权用户自适应的共享可用带宽。当可用带宽资源不足时,认知用户在不影响主用户的情况下,有条件的接入空闲信道,并能很好的保证高优先级认知用户的网络服务质量,从而对资源进行合理利用。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 引言

2 Internet拥塞控制机制研究

2.1 路由器主动队列管理拥塞控制机制

2.1.1 随机早期检测算法

2.1.2 区分服务主动队列管理机制

2.2 本章小结

3 Internet路由器主动队列管理机制模型

3.1 TCP/AQM流体模型分析

3.1.1 TCP/AQM线性时滞模型

3.1.2 二维稳定性分析

3.1.3 NS2仿真

3.1.4 单瓶颈网络的仿真验证

3.2 TCP-UDP/AQM流体模型分析

3.2.1 TCP-UDP/AQM混合流线性时滞系统模型

3.2.2 TCP-UDP/AQM系统二维稳定性分析

3.2.3 性能仿真验证

3.3 Diffserv队列管理

3.3.1 QoS的3种服务模型

3.3.2 DiffServ路由器机制

3.3.3 性能仿真验证

3.4 本章小结

4 认知无线电MAC机制研究

4.1 认知无线电的基本概念

4.2 认知无线电网络研究现状

4.2.1 常见认知无线电网络架构

4.2.2 认知无线电系统的标准化进程

4.2.3 国内外对动态信道分配接入的研究现状

4.3 认知无线电MAC机制研究

4.3.1 认知无线电基本协议结构

4.3.2 IEEE802.22 MAC机制

4.3.3 一种支持多优先级认知用户的IEEE 802.22 MAC模型

4.3.4 支持多优先级认知用户的MAC模型性能仿真验证

4.4 本章小结

5 结论

5.1 论文工作总结

5.2 工作展望

参考文献

作者简历

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