无线移动网络中TCP性能的研究

摘要

随着无线通信技术的发展和用户需求的不断增加，将来的移动通信网络必定是一个既有无线链路又有有线链路的全IP混合型网络。如果将有线网络中使用的TCP协议直接应用于这样的混合网络中会出现很多问题，这主要是由于无线链路的独特特性和当前TCP协议关于数据包丢失模型的假设造成的。 因此，如何提高无线网络环境下TCP的性能已经成为近几年研究的热点，目前主要有三种基本的提高TCP性能的方法：链路层方法、分离连接方法和端到端方法。 在移动通信方面，3GPP长期演进(LTE)项目是近几年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术，是通信技术的一个革命。不过目前，对于TCP在LTE网络中的性能研究还比较少。 本文针对以上问题，首先对LTE及无线TCP的相关内容分别进行了介绍，然后通过搭建LTE系统级网络层仿真平台，主要对TCP拥塞控制机制进行建模和仿真，得到了基本TCP在LTE系统中的性能，由于前面提到过的原因，此时的TCP性能及LTE系统整体性能均较差。 为了提高二者的性能，本文提出了一种新的跨层优化TCP方案，该方案将无线TCP中的端到端方法和MAC层的HARQ及RLC层的ARQ技术相结合，可以大大提高TCP及整个LTE系统的性能，通过仿真得到，在此方案下，LXE系统的频谱效率可以达到1.49bit/s/Hz，基本达到了LTE的性能要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1课题研究背景

1.2论文安排

第二章LTE介绍

2.1 LTE内容

2.2 LTE网络架构

2.3 LTE关键技术

2.3.1 LTE的需求指标

2.3.2物理层关键技术

2.3.3无线资源管理

第三章无线TCP方案及其性能分析

3.1传统TCP介绍

3.1.1 TCP原理

3.1.2传统TCP存在的问题

3.1.3传统TCP在无线环境下的性能分析

3.2无线TCP介绍

3.2.1无线TCP研究现状

3.2.2无线TCP方案

3.3 TCP在移动网络中的应用

3.3.1 WCDMA网络中的TCP性能

3.3.2 HSDPA网络中的TCP性能

3.4论文提出的TCP跨层优化方案

第四章系统建模

4.1仿真平台介绍

4.1.1系统级仿真

4.1.2仿真方式

4.1.3仿真网络拓扑

4.2仿真流程

4.2.1整体流程

4.2.2 TCP模块流程

4.3功能原理及模块设计

4.4数据结构

第五章LTE中TCP性能仿真结果及分析

5.1仿真参数

5.2仿真结果及分析

5.2.1基本TCP

5.2.2跨层优化方案

5.3结论

第六章总结和展望

6.1已完成工作的总结

6.2对今后工作的展望

参考文献

致谢

作者攻读学位期间发表的学术论文