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无线Ad hoc网络基于MAC层显式反馈的TCP协议改进

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第一章 绪论

§1.1 研究背景及其意义

§1.2 论文的主要工作

§1.3 论文结构

第二章无线Ad hoc网络中MAC层协议概述

§2.1无线Ad hoc网络概述

§2.2IEEE802.11 MAC协议概述

§2.3Ad hoc网络中IEEE802.11存在的问题

§2.4 本章小结

第三章无线Ad hoc网络中TCP性能研究现状

§3.1 TCP吞吐量问题描述

§3.2 TCP不公平性问题描述

§3.3 已有的解决方案

§3.4 本章小结

第四章 基于帧传输效率的TCP协议改进

§4.1 MAC层的拥塞测度

§4.2 MAC层帧传输效率

§4.3 各个测度与网络拥塞的相关性分析

§4.4 跨层优化的TCP性能分析

§4.5 本章小结

第五章 基于帧传输效率的TCP协议性能分析

§5.1 NS2简介

§5.2 基于帧传输效率的TCP协议实现

§5.3 性能分析

§5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果

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摘要

无线Ad hoc网络作为一种新型的多跳无线网络,是一种完全由多个无线节点组成的自组织网络,它无需有线网络基础设施(如基站)的支持,使其广泛应用于军事领域和民用移动通信。在无线多跳Ad hoc网络中,直接运用传统的TCP协议会导致网络吞吐量下降和缺乏公平性,主要是因为存在 TCP发送端无法区分网络丢包原因和对网络拥塞感知不够精确的问题。其实无线Ad hoc网络的丢包主要是由于MAC层介质竞争引起的,而不是传统的路由器缓存队列的溢出,因此,本文提出了一种基于MAC层帧传输效率的TCP跨层优化协议RECN,其可以改善无线Ad hoc网络TCP性能。论文主要工作如下:
  首先研究了已有的MAC层拥塞测度,包括RTS重传次数、帧服务延时和信道忙碌比,在此基础上论文提出了一种新的 MAC层拥塞测度,即“帧传输效率”,并进行了这些测度与拥塞程度的相关性分析。
  其次,由于MAC层能够更加及时、更加精确地进行拥塞感知,本文提出了一种基于MAC层帧传输效率的TCP跨层优化协议RECN,其基本思想是:当帧传输效率小于拥塞门限时,对转发的数据包打上标记并通过ECN机制把拥塞信息经ACK捎回给发送端,发送端据此来调节TCP数据流的发送速率,从而提高无线Ad hoc网络的信道利用率和TCP公平性。
  最后,论文通过 NS2对提出的跨层协议进行性能测试。仿真结果证明本文提出的 RECN协议能有效地增加吞吐量,降低往返时延和改善公平性。且该机制只在链路层完成,不需改变现有的传输层协议就可以完成跨层的拥塞控制,因此可以扩充到已有的其它TCP协议中。

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