无线网TCP拥塞控制算法研究

1、 呈 二 二 摘要 算 法 基础 琱 飏 瓹 瑃 ， 琫 附 表索 弓表模 拟基 本参 数 本 人郑 重 声明：所呈 交 的论 文 是 本 人在 导 师的指 导 下独立 进行 研究 所取 得 的研 究 成果。除了 文 中 特 别 加 以 标 注 引用 的内容外， 本 论 文 不包含任何 其 他个 人或 集 体 己 经 发 表 或 撰 写 的成果作品 。对 本 文 的研 究 做 出重 要 贡献 的个 人和 集 体 ， 均 己 在 文 中 以 明确 方式 标 明。本 人完全意识到本 声明的法 律 后果由 本 人承 担。学 位 论 文 版权使 用 授 权书本 学 位 论 文 作者 完全了 解 学 校

2、有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的规 定， 同 意学 校保 留 并 向 国家 有 关 部 门 或 机 构送交 论 文 的复 印 件和 电 子 版， 允 许 论 文被 查 阅 和 借阅 。本 人授 权湖 南 大学 可以 将 本 学 位 论 文 的全部 或 部 分内容编入 有 关 数据 库进行 检索， 可以 采 用 影印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制手 段 保 存和 汇编本 学 位 论 文 。本 学 位 论 文 属 于 朐谝 陨舷嘤娇 蚰 诖 颉 啊獭 日 期：劢 耭 无 线 网中 的性 能 分 析 ，在 此基 础 上 引 入 本 文 所 做的工 作 。 塞 控制 机制 研 究的

3、热 点 之 一 。目 前 橹 饕 0兴 母霭 姹荆 篢 图 网络 拥星 示 惹图大 小； 每收 到一 个 确认报 文 ，拥塞 窗 口 就 增加 一 个 数 据 报 文 发 送 量的拥塞 控制 机 发 送 窗 口 内多 个 数 据 报 文 丢失 的情 况。 在 中 ，发 送 端收 到一 个 新 的确认报 文的数 据 报 文 ，而只 是重传 那 些 被 丢弃的数 据 报 文 。 数 据 包 也 降低 了网络 的吞吐 量。 上 述 方 案 都 需 要 基 站的支持 ，不易 实现。 因 此端到端的改 进方 案 成 为 目 前 研到达 间隔时 间何 提高樵谧 宰 橹尴 咄缟系 男阅 艹 晌A说 鼻 暗囊

4、 桓 鲅 芯 咳 鹊 鉶 ”。 全 文 分 为 五 个 章 节 ，内容 如下：第 二 章 樵谖尴 咄缟系 男阅 芊 治 觯 L 岣 逿 在 无 线 网络 上 性 能 的研 究 本 文 各 章 的联 系 与 全 文 的结 构 如图 所 示 。绪 论图 全 文 的结 构 图 后 ， 比较三 种 姹 鍼7 耐 绶 抡 嫫 鱊 銽拥塞 控制 机制 在无 线 环 境 中 的 问题超 时重 传 重 复应 答 使 用重 传 超 时会导 致很大 的 延 时， 如 果数据 段丢失 相 对 较多时 更 为 严送方 收 到 连续三 个答 复应 答 时 就认 为 该 数据 段 丢 失 了。近年 来 ， 随 着 计 算

5、机网 络 技术的 讯 速 发展 ， 特别是 因特网 的 广 泛应 用， 研究人 员对于网 络 协 议 的 研究越来 越深入。在网 络 协 议 的 研究过 程 中 ， 对 协 议 或算 法进行 正确 性验证和 性能评价是 非 常重 要的 ， 而构 建真 实 的 网 络 测 试平 台 成本 高 、灵 活性差 、周 期 长 ，因而开 发出灵 活、稳 定 、支 持多协 议 的 网 络 模拟 器 成为 首 选的 替 代方 案。年 ， 由联 合 成立 的 网 络 模拟 器 “。包 括 网 络 模拟 器 的 核 心以及 相 关 的 辅 助 软 件“。目 前 已 经 高 达 躶 ， 而在无 线 环 境 中 ，

6、 平 均 吞 吐 量只 有 吞 吐 率。暑晶器、一一翟喜图 无 线 环 境 拥塞 窗 口 图 有 线 环 境 往 返 时 间它口富图 无 线 环 境 往 返 时 间 一 方 面是 往 返 时 间的 获 取 。仿 真 结 果 说明 了这 一 点 。太 高 ， 都有 待 进一 步的 研究、分析 和 拓展 。无 线网 络 中 的 性能进彳亍 了比较和 分析 。实 验 的 网 络 拓扑 图 如 图 所 示：图 蜂 窝无 线 嗣 模拟 实 验 拓扑 图起 始 时 间为 第 秒。其他 基 本 实 验 参数见 表：本 节 通 过 模拟 实 验 观察了荽拥趌 肟 J挤 偷降 秒时 的 情 况 ， 直观 有 线

7、 链 路 中 的 传 输 情 况 ； 另 一 条 鞔 覶 窗 口 增长 缓 慢 、带宽 利 用率 低 。 囊 触箱 著 蜡 舅等 刂 苹圃 谧宰橹尴 咄缟 系 陛能分析 粕停顿时间传 减小 链 路 差 错 给榇 吹男 阅芩 鹗 芙 崃 巳 值 湫屯缤 仄酥蠺数据 传 输 。 算 法和 其 他拥塞控 制 方 案 相 比， 改 进 丢 包 时 延 的 适 应 算 法 算 法“” 依 赖 于 实 时 传输 算 法是 成线 性增 加 成倍 数 减少 的 ，而 增 加 和 减少 的 数 量取决 于 当前 网络 的 形 势一 口 谢 。 桃 籰 欢 桃 籰限。 ， 爿 一 础 ，爿 。 。 ，一 ， 其

8、中 ，如 是 按 公 式 计算 得 的 ： 骸 !#!I鶯 ， 一协 缁 殍 甄 五 提出来 的 乜 ，其 中 前 拇 笮 。 嵌 0 嚷剩琭。 ，是基 于 传输 时 间 差额模 式临 界 值，其 中 。月 。 和 卯 硗 缰须 的 最 大值和 最 小 值。 籐 昧 腞 包 的 时 间矿 耾 薻盖 叮骸 軧 印 尽！ 矿 妒 炯 希 乃 ： 欢蔶 妇神矿 行 了 仿 真 ，每 一 种 方 案 仿 真 了 危 节 中 列 出了 不 同 方 案 所 观 察 到 的 结 果 的 平 均基 站 就用 一 个简单 的 路 由 器去 模 拟， 以确 保 所 有 的 数 据流都 获 得 同 样 的 丢 包

9、率， 还用 原来 的 曜 冀 尴咄 诵 性 的 带 宽上， 而 无线 网信 道 上的 “总 带 宽”在 图 中 ， 发 送 者 的 数 目是 ， 传输 时 延 ， 发 生 传输 错 误 的 概 率是 誊 刍声 肇。挚 图 阡 区 分 两种 不 同 类 型 的 丢 包方 面 ，聊。 一 则 可 以不断 地辨 别 是 无线 网错 误 丢 包 还 是 拥塞丢 包 ，正如 图 所 示。图 对比了 在 错 误 率为只 时 三 种 模 式 的 传输速率，和 妇。 一 模 式 相 比， ，而 模 式 的 传输 速 率仅 仅 接 近 于 。图 只 时 三 种 模 式 发 送 速率的 对比 ！ 纒 表 错 误

10、区 分 模 式 的 统计量， 缘 结 论仿 真 结 果 表明 加 入 了 错 误 区 分 模 式 的 拥塞控 制 算 法在 性能 上有 一 个明 显 的 改 无 线 网 基 于 接 收 端 反馈拥塞控 制算 法 引言 本 章 提 出 一 种基 于 接 收 端 反馈的 拥塞控 制算 法 ，其基 本 思想 ： 发送 端 通 过 基 站向 接 峭 荡 涫 奔 洌 嵌0 剩 琠 是 一 个常 数。 趓时 间内 收 到 确 认 报 文 的 算 法计的 公 式为 ： 的 机 制相同 ，但 在出 现 丢 包 或超 时 的 时 候，不是 简单的 减 小 拥塞窗口 ，而 是 根 据 接 收 端 反馈回 来 的

11、确 认 来 调整 拥塞窗口 。 用估 计 的 带 宽更新拥塞窗口表 丢 包 时 拥塞窗口 更新策略 实 验 结 果 与 分析 。 。 。 海 海 海 ， 根 据 接 收 端 反馈回 来 的 信息 及 时 更新拥塞窗口 ， 琁 皿甩， 小 结 引言 是 最 近 涌 现出 的 一种 无 线网 络， 其 特 点就是 所有的 节相应 的 措 施 尽量 减少 拥 塞 所造成 的 丢 包 问题。 个 子层通 过 ， 通 过 分析和 实 验 ， 新算 法 在吞 吐 率 的 包 成 功 到达率 等 方 面 都 表 现出应 的 问题。 狈 兄 行拇砦蠡指椿 啤 坏 觳 獬 龆 0 琓 便 触 发拥 塞 控制 机

12、 制 ，首 先 重 传 未 被 确 认 的 包 ， 减小 拥 塞 窗 口 从 而降 低 发送速率 ；然后激 活 拥 塞 控制机 制 ， 包 括 超 时 时 钟 指数 回 退 、 减小 慢启 动 闽 值；最 后进 入 拥 塞 避免 阶段 以确自 组织 无 线网 络中非 常 有限的 传 输带 宽 。 由于 移 动 节 点可用 带 宽 往 往 比 较 ： 。 ： ： ： ： ： 垂 丝 垦 鐾 娓 鹟 塞鋈 墼 蚕： ： ：针对上 节 中提出 的 三个 问题， 本 文 提出 了以下 改进 算 法 ：冻 结 所有和 连接 有关 的 变 量 如 计 时 器和 拥 塞 窗 口 的 大 小 并 不再 发送任何 数 据 。 如 果 收 到 ， 后， 发隔 两不 是 以指数 逐 渐增 加 的 间 隔 重 传 数 据 包 。 本 章进 行实 验 的 网 络拓 扑结 构基 本 参 数 如 下 表 所示 ：数 据 流发送端 与 接 收 端 在结 点中随 机 选 取， 数 据 流启