基于伽罗华域运算的编码TCP的实现与仿真

网络编码技术给传统TCP协议的改进提供了新思路,而伽罗华理论为网络编码的实现提供了必要的理论基础。本文描述了网络编码TCP(TCP/NC)系统的原理架构,给出了基于伽罗华域运算的网络编解码算法的具体实现方案,并就TCP/NC和TCP-vegas协议在相同网络丢包率下的吞吐量进行了对比分析,实验结果表明,基于网络编码的TCP/NC协议在丢包率较高的网络环境下具有更高的吞吐量。     

无线车载网络中一种基于跨层优化的网络编码TCP协议

无线车载网络(Wireless Vehicular Networks,WVN)具有研究价值和重要应用价值,目前关于WVN中的网络编码TCP协议的研究并不多,且对跨层的优化也没有被重视。文中首先针对无线车载网络中不同的丢包原因,给出了一种基于随机线性网络编码的跨层联合优化方法VC-TPC/NC,可以针对不同丢包原因采取不同的处理方式;进一步,重新设计了网络编码层发送端的发送策略,并通过理论分析说明了VC-TCP/NC在时延和网络吞吐量方面的优势;最后,在不同场景下的仿真结果表明,VC-TCP/NC的性能相比于传统TCP与TCP/NC等性能有较大提高。     

无线网络中TCP/NC协议性能分析与仿真验证

为改进传统传输控制协议( TCP)在无线网络中的性能,运用Matlab对TCP Reno,TCP Vegas和基于网络编码的TCP/NC吞吐率分析模型进行数值求解,分析3个模型在不同网络环境下应达到的理论值,验证TCP/NC模型在理论上能否提高其吞吐率。基于NS-2对3种吞吐率模型进行仿真,结果表明,TCP/NC及其分析模型可有效改进TCP协议。     

机会网络中一种提高TCP性能的跨层改进算法

针对机会网络中TCP与传染路由结合时,传染路由的"洪泛"特性和机会网络的间断特性会使得TCP性能变差的问题,提出了一种基于传染路由协议和TCP/Reno协议的跨层改进算法——ACK-EPI.该算法对连接开始阶段的慢开始门限值进行修改,以避免因网络错误进入拥塞避免阶段而导致拥塞窗口增长速度过于缓慢.同时,为了避免网络中已经成功交付但仍存储在网络中其他节点的数据包的复本继续在网络中存在并扩散,造成网络资源浪费,算法还利用ACK作为到达通告来删除这些冗余数据包.通过深入的仿真分析和比较,结果表明ACK-EPI算法能明显改善TCP性能.     

基于CTCP的动态调整拥塞控制算法

空间网络具有传播延时长、信道丢包率高等特点,使得传统的地面路由协议TCP协议难以适应于空间网络。CTCP是一种结合网络编码技术的新型传输协议,实验表明在高丢包率的空间网络环境中的性能要优于传统的TCP协议。但由于CTCP的拥塞控制方式类似于TCP-Reno,拥塞窗口的调整是静态设定的,使得CTCP的拥塞控制机制在多变复杂的空间网络环境效果并不理想。本文提出一种基于CTCP的动态调整拥塞控制算法H-CTCP,通过对空间网络中的可用带宽进行实时估算,动态设定拥塞窗口。实验证明,改进后的拥塞控制算法更能适应高丢包率的空间网络环境,大大提高CTCP的传输性能。     

基于无线自组织网络的TCP Freeze-Probing改进协议

传统的TCP协议在有线网络中能够良好地工作,但用于无线自组织网络时则性能有所下降.其原因在于,传统的TCP协议无法分辨网络丢包原因,如网络拥塞、链路断开、信道错误或者链路改变.为了提高TCP协议在无线自组织网络中的性能,提出了一种TCP协议的改进方案TCP Freeze-Probing.该方案是一种端到端方法,不需要网络中间节点的反馈合作同时,提出了一种基于TCP Freeze-Probing的吞吐量模型并利用仿真对模型进行了验证.分析和仿真结果表明,该方案能够有效地改进TCP在无线自组织网络的性能.     

基于认知无线电网络的TCP协议的改进方案

首先搭建认知无线电网络环境,在该网络下分析TCP Reno、TCP Newreno、TCP Sack1、TCP Vegas、TCPWestwood协议的性能包括拥塞窗口、平均吞吐量、丢包率。针对传统TCP拥塞控制在认知无线网络中存在的问题,提出一种跨层优化TCP Westwood的改进算法,称为TCP-CR。该算法区分网络拥塞导致的超时和切换所导致的超时,同时针对不同轻度拥塞进行不同的恢复策略。ns-2仿真结果表明,TCP-CR可以减少TCP的平均慢启动次数,吞吐量比传统的TCP Westwood显著提高。增强了对认知无线网络环境的适应性,从而提高了网络的性能。     

无线网络中基于LT编码的UDP协议UDP/NLT

随着无线网络中基于UDP的应用的急剧增长,提高传统UDP协议在无线网络中的性能已成为重要的研究课题。基于网络编码技术提出了一个新协议--UDP/NLT协议。该协议使用LT编码和网络编码技术对发送的数据包进行编码和解码,以减少因频繁的网络丢包对UDP性能造成不良影响,从而提高网络吞吐量。UDP/NLT协议不需改变原有协议栈结构和UDP语义,易于实现。在NS2中的仿真结果表明,UDP/NLT在几乎不增加网络延迟的前提下,在无线网络环境中比传统UDP有更好的传输性能。     

基于RS码的网络编码层设计

针对高丢包率的无线网络环境下TCP/IP协议由于其自身缺陷难以提高网络吞吐量的问题,在TCP/IP层次结构中的传输层和网络层之间引入了一个网络编码层。此层在有线网络环境下,对于传输层和网络层来说是透明的,不影响TCP/IP层次结构的功能;在高丢包率的网络环境下,通过编码窗口使用基于RS码的网络编码来提高网络传输吞吐量。网络编码层模型被引入NS2网络仿真软件,仿真结果表明,在高丢包率的网络环境下,此层可提高网络传输吞吐量。     

基于改进慢启动算法的大文件快速传输

针对传统TCP在当前网络环境下传输大文件性能较低的问题,对TCP传输协议中的慢启动算法部分进行了相应的研究与优化。根据标准慢启动算法存在的问题并结合高速网络以及大文件传输的性能特点,提出了一个具有网络状态感知能力的慢启动改进算法。改进算法主要优化了TCP拥塞窗口的增长策略,它实时地监测文件在传输过程中TCP报文段的往返时间（RTT）,并根据RTT的变化情况采用不同的窗口增长方式更新拥塞窗口;将改进算法部署在Linux网络模块中并分别在模拟网络环境和实际网络中进行测试。实验结果显示,改进算法能使发送窗口一直保持在一个较高的水平,实际数据传输速率和吞吐量均有了明显的提高。     

无线语音通信及视频监控系统设计

针对目前监控系统只有视频监控而缺少语音通信的现状,提出了一种基于ARM的无线语音通信及视频监控系统的设计方案。该系统采用自适应差分脉冲编码调制算法进行语音编码压缩,采用离散余弦变换算法对视频数据进行编码压缩,采用TCP/IP协议,通过无线局域网进行数据传输。测试结果表明,该系统不仅实现了视频监控及语音实时通信,且性能可靠,成本低。     

异构无线传感器网络基于区分服务的网络编码协议

通过将来自多条链路的数据包融合为一个单独的编码信息流进行传输,网络编码技术能够显著地提高无线 多}a}网络的容量。提出一种基于区分服务的异构无线传感器网络编码协议(DI3NO。协议的核心思想是周期性地计 算节点剩余能量的均值和标准差,对节点进行动态分类。在此基础上,将服务质量需求映射到网络编码协议中。为 此,引入能量感知编码包转发机制,以高效地利用节点的能量;另一方面,设计多优先级数据包调度策略,目的是创造 更多的编码机会。仿真结果表明,DI3NC不仅可以保障数据的可靠传输,而且可有效地减少低能量节点的能耗,从而 延长网络的生命周期。     

一种改进的无线网络TCP拥塞控制算法

传统基于有线环境的传输控制协议(TCP)技术无法适应链路质量相对较差的无线环境。为此,提出一种改进的对数增加自适应减少(NewLIAD)算法。在慢启动阶段根据带宽确定最优拥塞窗口,在网络拥塞阶段动态减少拥塞窗口,以保证系统的整体吞吐量。仿真结果表明,该算法有较好的发送速率平滑性,能减少数据抖动,提升无线网络的TCP性能。     

TCP-aware network coding with opportunistic scheduling in wireless mobile ad hoc networks

This paper presents a scheme that employs TCP-aware network coding with opportunistic scheduling to enhance TCP throughput in wireless mobile ad hoc networks. Specifically, it considers a TCP parameter, congestion window size, and wireless channel conditions simultaneously to improve TCP throughput performance. Evaluation of this scheme is carried out by using ns2 simulations in different scenarios. The results show that the proposed scheme gives approximately 35% throughput improvement in a high mobility environment and about 33% throughput increase in no or low mobility environment as compared to traditional network coding with opportunistic scheduling. This paper also proposes a new adaptive-W (i.e., adaptive Waiting time) scheme whose objective is to adaptively control waiting time of overheard packets that are stored in a buffer to achieve tradeoff between throughput and overhead.     

Improving TCP fairness and performance with bulk transmission control over lossy wireless channel

The traditional windows-based TCP congestion control mechanism produces throughput bias against flows with longer packet roundtrip times; the flow with a short packet roundtrip time preoccupies the shared network bandwidth to a greater extent than others. Moreover, the blind window reduction that occurs whenever packets are lost decreases the network utilization severely, especially in networks with high packet losses. This paper proposes a sender-based TCP congestion control, called TCP-BT. The scheme estimates the network bandwidth depending on the transmission behavior of applications, and adjusts the congestion window by considering both the estimated network bandwidth and the packet roundtrip time to improve fairness as well as transmission performance. The scheme has been implemented in the Linux platform and compared with various TCP variants in real environments. The experimental results show that the proposed scheme improves transmission performance, especially in networks with congestion and/or high packet loss rates. Experiments in real commercial wireless networks have also been conducted to support the practical use of the proposed mechanism.     

一种双信道协作中继的认知网络功率分配算法

针对认知无线网络主、次用户的互相干扰对网络中断性能以及系统传输效率的影响进行了研究,采用一种双信道协作中继的传输方案来减少干扰,并提出一种基于中断概率的最优功率分配方案来改善中断性能和传输效率。在该传输方案中,主、次系统通过对接收的主信号和复合信号进行处理,采用连续的干扰解码和消除得到去干扰信号。该功率分配方案在保障主系统中断性能的前提下,提出次系统中断概率的优化方程,通过关联功率分配因子来实现最大化次系统吞吐量。实验结果表明,该算法在改善中断性能和系统吞吐量方面具有较好的效果。     

加密环境中的无线TCP性能优化

TCP是一种广泛使用的可靠传输协议,它的设计基于拥塞是引起丢包主要原因的假设。但在无线网络中,丢包通常是传输差错的缘故,这导致了TCP传输性能的急剧下降。现有不少无线TCP传输性能优化方法要求中间节点能够获得TCP连接信息,因此不适用于数据流被加密的情况。文中提出的丢包识别机制可应用于加密环境,它通过TCP发送端判断丢包原因并采取相应措施来提高传输速率,仿真结果证明该方法是有效的、鲁棒的,在局域网和广域网环境中都能明显提高TCP端到端传输性能。     

基于传输控制协议的无线自组网主动队列管理建模

主动队列管理（AQM）通常研究队列控制器的设计．作为被控对象,传输控制协议（TCP）往往利用网络仿真器（NS）的仿真实现,因此有必要研究无线自组网的TCP及AQM特性．基于TCP窗口加性增一乘性减算法及排队原理,推导了TCP窗口及队列的微分方程,再基于比例积分AQM控制,推导了拥塞丢弃概率的微分方程,通过建立联立微分方程组,提出了AdHoc网络TCP／AQM微分模型．对比仿真显示,新模型能较好地估计无线白组网的性能．模型研究也表明,网络跳数,无线丢失和过小的队列成为AQM性能瓶颈,队列信息则有助于TCP区分无线自组网的拥塞丢弃与无线丢失．