无线自组网络中TCP流公平性的分析与改进

研究了TCP(transmission control protocol)流在多跳无线自组网络中的公平性问题,发现IEEE802.11DCF协议在此环境下会导致严重的不公平性,即部分节点垄断了网络带宽而其他节点被饿死.首先,通过仿真分析了产生TCP流不公平性的原因,指出其根源在于MAC(media access and control)协议的不公平性,同时,TCP的超时机制加剧了不公平性的产生;然后,利用概率模型定量分析了TCP不公平性与MAC协议参数之间的关系,发现TCP流的公平性与TCP报文长度直接相关,并且增加MAC协议初始竞争窗口的大小能够有效提高公平性.据此,提出了一种根据TCP报文长度动态调节初始回退窗口大小的自适应回退MAC协议改进算法.理论分析和仿真表明,该算法在很大程度上可以有效缓解不公平性问题的产生,并且不会引起网络吞吐量的严重降低.     

IEEE 802.11无线局域网的TCP性能分析和改进

在分析IEEE 802.11无线局域网媒体接入控制（MAC）协议和传输控制协议（TCP）性能的基础上,提出了改进的MAC协议：BDCF.IEEE 802.11分布式协调功能（DCF）只支持前向数据传输,即数据帧只能由发送方传送到接收方.BDCF利用IEEE 802.11点协调功能（PCF）提供的数据帧格式,可以实现信息的双向传输,即收发双方相互交换数据帧.因此BDCF更适合传输面向连接的TCP业务.BDCF与IEEE 802.11完全兼容.仿真结果表明：BDCF可以提高网络吞吐量和降低数据帧的时延,理论分析结果基本准确.     

基于无线信道的冲突分解算法仿真研究

目前,无线局域网(WLAN)中的媒体接入控制层(MAC)广泛采用基于IEEE802.11的二进制指数回退算法(BEB)的DCF协议.当WLAN中的节点数目迅速增加时,该协议存在系统吞吐量会急剧降低,网络性能变差的缺点.详细分析了无线局域网中IEEE 802.11MAC层的二进制退避协议,指出原协议在进行冲突处理上的不足,并结合树型分解算法(TSA)和快速分解算法(FCR),提出一种改进的树型冲突分解算法(ITSA).并用MATLAB仿真了CSMA/CA协议和ITSA算法.分析和仿真结果证明,与IEEE 802.11等协议采用的二进制指数退避算法相比,该算法能较大的提高系统吞吐量.     

移动Ad Hoc网络中基于NACK的可靠多播协议

如何采用有效的机制来保证多播数据的可靠传输是移动Ad Hoc网络中的一个难题.针对IEEE 802.11 MAC层进行改进,提出了一种基于使用NACK消息的可靠多播协议,该协议仅当数据分组传输出错时才发送NACK消息要求重传数据.仿真结果表明使用该协议能提高多播路由传输数据的吞吐量,同时降低了平均时延.     

基于OMNeT++的Ad Hoc网络跨层协议栈仿真

针对OMNeT++的MFW组件中物理层和MAC层模块的错误进行修正和功能改进,实现基于RBAB的IEEE 802.11b协议速率自适应数据传输,建立移动Ad Hoc网络跨层协议栈模型的网络仿真框架,实现将Ad Hoc网络MAC层的速率自适应机制与其路由协议联合优化设计的仿真。结果表明,在移动环境下,采用跨层设计的网络协议栈能大幅提高Ad Hoc网络系统的性能。     

基于ARM平台的MAC协议IP核设计

在介绍IEEE802.11MAC协议结构的基础上,给出协议开发的方法和步骤,提出IEEE802.11MAC协议在32位ARM7TDMI微处理器S3C4510B上的一种移植方案,开发出了嵌入式IEEE802.11MAC协议的IP核。同时,围绕着IEEE802.11MAC协议的原理和移植过程中硬件相关部分,介绍ARM平台的结构、可用资源以及ARM的初始化过程等。     

移动自组织网中TCP流之间不公平性问题的研究

目前移动自组织网中,基于现有的MAC层协议IEEE 802.11 MAC,TCP流之间问公平性很差。严重情况下,一些TCP流的开始会造成另一些TCP流的中断。这些非故障的中断是用户所不能容忍的。本文针对这一问题,采用队列出队速度决定队列出包时间的思想,设计了基于优先级的解决方法。仿真结果表明这种方法能较好的改善TCP流之间的不公平性。     

对IEEE 802.11 MAC层协议公平性改进的研究

Ad Hoc网络中基于IEEE 802.11的MAC层协议采用CSMA/CA机制,通过侦听只能获取一跳范围内节点的信息,存在隐终端问题,影响了网络流调度的公平性.文中对IEEE 802.11提出了一种修改方案,该方案通过邻居结点间的信息交换,使网络中每个节点具有其二跳范围内所有结点的信息,以发现网络中的隐终端,提高网络流调度的公平性.对比仿真实验结果表明,修改后的IEEE 802.11与原协议的网络吞吐量基本相当,但具有更好的公平性.     

基于μC/OS-Ⅱ的IEEE802.11 MAC协议的实现

IEEE802.11协议是目前最具影响力的无线局域网标准,但是目前的芯片都是国外公司设计的,本项目的目的就是为了研制具有自主知识产权的802.11芯片.介绍了SDL描述的IEEE802.11 MAC协议,并在理解协议的基础上,提出了在μC/OS-Ⅱ实时操作系统中用C语言来实现MAC协议的方法,并由此在μC/OS-Ⅱ操作系统中实现了整个IEEE802.11 MAC协议,为生产出具有自主知识产权的802.11无线网络芯片奠定了基础.     

基于802.11e EDCA的无线网络传输性能仿真与分析

首先从理论上对比分析了IEEE 802.11 DCF和IEEE 802.11e EDCA这两种MAC接入机制;然后运用NS2网络模拟软件,仿真网络中视频、FTP和背景流在不同MAC协议网络中的性能表现,证实了IEEE 802.11e EDCA能提供QoS支持,提升无线网络传输性能。     

一种剩余能量感知的异构Ad Hoc网络跨层路由协议

在DSR(Dynamic Source Routing)路由协议的基础上,提出一种基于节点供电方式和剩余能量的异构无线Adhoc网络跨层路由协议DREA-DSR(Device/Residual Energy Aware Dynamic Source Routing).在存在外部资源供电和电池供电两种节点的异构网络中,该协议在选择路由时优先选择外部供电节点和最小剩余能量大的路由,避免了一些剩余能量小的节点因为过度使用导致过早的死亡而影响整个网络的性能,从而提高了整个网络的生存时间.另外,本文在IEEE802.11的基础上提出了一种改进的MAC协议,有效地解决了由于节点发射功率不同导致的单向链路问题.GloMoSim环境下的仿真实验结果表明,在异构网络环境下,与DSR路由协议相比,DREA-DSR协议能有效提高网络生存时间.     

多路径DSR和AODV路由协议性能研究

在支持移动节点和自组织网络的路由协议中,最典型的单径路由协议是DSR和AODV协议,对它们进行扩展分别得到相应的多径路由协议。通过仿真比较分析这2种多径路由协议在混合无线Mesh网络和移动AdHoc网络中的性能。结果显示,混合无线Mesh网络中的这2种多径路由协议具有分组传输率高、端到端的平均延时和路由开销小等优点。以DSR协议为基础扩展得到的多径路由协议,在高度动态的网络环境中,性能得到了改善,能广泛应用于移动性强的环境中。     

基于无线网状网DSR的多路径分流带宽路由算法

无线MESH刚络是一种高速度,高容量的多点对多点网络,是一种新型的解决“最后一英里”问题的分布式网络．可把它堪称Ad Hoc网络的简化版本。无线MESH网络中的路由是它的一项关键技术,基于此,该文为对无线MESH网络的路由协议进行了改进研究,文中首先介绍了Ad Hoc网络三种路由协议,重点研究了其中一种动态源路由协议（DSR）的具体实现过程,并在支持QoS服务基础上,对DSR协议进行了改进,并提出了一种新的路由算法MSBR多路径分流带宽算法,该算法可v7,在源节点和目的节点之间找到多条路径并解决单条路径上不能满足的带宽请求时分配到多条路径上的问题。     

A2MAC-一种非对称链路感知的MAC协议

目前众多的无线网络协议都假定节点间的通信链路具有对称性,然而越来越多的实验结果表明,异构无线网络以及信号传播的不规则性都会形成非对称性的通信链路并严重影响着各种协议的性能.本文针对无线链路非对称性的特点,提出了一种非对称链路感知的MAC协议A2MAC(Asymmetric-link Aware MAC).该协议首先根据引起链路非对称性的不同情况建立正确的链路状况感知邻居表,然后通过链路状况感知邻居表设计MAC协议.仿真结果表明,在非对称链路的网络环境下,A2MAC协议的分组丢失率、平均端对端时延以及网络有效吞吐量都比802.11MAC协议有明显的改善.     

基于实验床(Testbed)的DSR协议的性能评价

DSR犤1,2犦协议是一种用于无线Adhoc网络的路由协议。笔者在Linux操作系统下实现了DSR路由协议,并以此为基础,搭建了一个无线Adhoc网络的实验床(Testbed)。在实验床的真实场景中,笔者从路由性能、协议开销和TCP业务的传输性能三个角度对DSR协议进行了一系列实验和性能评价工作。论文对该实验床的搭建和所得到的性能测试的结果进行了介绍。实验中,发现在无线多跳Adhoc网络的环境下,TCP业务的性能很差,此外也给出了对这种现象的解释。     

Evaluating transport protocol performance over a wireless mesh backbone

IEEE 802.11n wireless physical layer technology increases the deployment of high throughput wireless indoor mesh backbones for ubiquitous Internet connectivity at the urban and metropolitan areas. Most of the network traffic flows in today’s Internet use ‘Transmission Control Protocol’ (TCP) as the transport layer protocol. There has been extensive works that deal with TCP issues over wireless mesh networks as well as noisy wireless channels. Further, IEEE 802.11n is well known for its susceptibility to increased channel losses during high data rate communication. This paper investigates the dynamics of an end-to-end transport layer protocol like TCP in the presence of burst and correlated losses during IEEE 802.11n high data rate communication, while maintaining fairness among all the end-to-end flows. For this purpose, we evaluate four TCP variants-Loss Tolerant TCP (LT-TCP), Network Coded TCP (TCP/NC), TCP-Horizon and Wireless Control Protocol (WCP), where the first two protocols are known to perform very well in extreme lossy networks, and the last two are specifically designed for mesh networks. Our evaluation shows that WCP performs better in a IEEE 802.11n supported mesh networks compared to other three variants. However, WCP also results in negative impact at high data rates, where end-to-end goodput drops with the increase in physical data rate. The analysis of the results reveals that explicit loss notifications and flow balancing are not sufficient to improve transport protocol performance in an IEEE 802.11n supported mesh backbone, rather a specific mechanism is required to synchronize the transport queue management with lower layer scheduling that depends on IEEE 802.11n features, like channel bonding and frame aggregation. The findings of this paper give the direction to design a new transport protocol that can utilize the full capacity of IEEE 802.11n mesh backbone.     

无线自组织网络中的自适应竞争窗口退避算法

基于无线自组织网络IEEE 802.11协议原理,改进Ad Hoc网络标准DCF算法,提出一种自动调整最小竞争窗口的退避算法——ABEB算法,建立算法的二维Markov链模型,导出其稳态分布概率,分析其性能并进行了仿真。研究结果表明,与标准DCF算法相比,该算法的吞吐量平均提高了18%,时延平均降低了11%。