无线局域网中的tcp性能增强技术研究

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1、无线局域网中的TCP性能增强技术研究作者姓名张建导师姓名、职称姚明旿副教授一级学科信息与通信工程二级学科通信与信息系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1201120317分类TN82号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文无线局域网中的TCP性能增强技术研究作者姓名：张建一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：姚明旿副教授提交日期：2014年11月ResearchontheTCPPerformanceEnhance

2、mentTechniquesintheWLANAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByZhangjianSupervisor:A/Prof.YaomingwuNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是

3、我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于

4、西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要近几年来，无线网络得到了快速的发展，尤其是基于IEEE802.11协议族的基础结构型无线局域网。由于具有易于部署、成本低和支持移动性等特点，该类无线局域网被广泛应用于世界各地。此外，越来越多的移动设备都支持

5、与无线局域网的连接，进一步推动了无线局域网的发展。统计数据表明，基础结构型无线局域网中传输的主要业务是基于TCP协议的。然而，传统的基础结构型无线局域网并不能很好的为TCP业务提供服务。无线局域网中无线信道的特性和用户的移动性对TCP拥塞控制机制产生了负面的影响，使得无线局域网传输TCP业务时吞吐量较低。除此之外，无线局域网使用的DCF机制限制了AP接入无线信道的能力，导致无线局域网中的上、下行TCP数据流的吞吐量具有较大差距。基础结构型无线局域网中的这种上、下行TCP数据流不公平的现象，在机场和大型会议等

6、场所，表现得尤为明显，严重影响了用户的体验。在这种情况下，为了有效地提升无线局域网的服务质量，我们有必要对无线局域网及TCP拥塞控制机制之间的问题进行研究。在本文中，我们根据国内外相关研究的现状，采用理论分析与实验评估相结合的技术路线，研究了无线局域网中的TCP性能增强技术。本文中的主要工作概括如下：1.概述了无线局域网的网络结构、标准化进程及其使用的接入协议的主要内容。同时，分析了TCP协议拥塞控制机制的基本原理及其应用于无线局域网时遇到的一些问题。2.详细地介绍了目前无线局域网中主要的TCP性能增强技术

7、，同时对其中典型技术的优缺点进行了分析。3.结合无线局域网及TCP协议拥塞控制机制的特点，提出了一种自适应流控代理的方法。该方法不需要修改无线局域网的底层协议，易于实施。自适应流控代理实施于AP的IP层，可以提供TCP代理的功能，以减小无线局域网中无线信道及用户移动性对TCP业务的负面影响。此外，该方法能够监控经过AP的流量信息，并根据统计的流量信息，周期性地计算出无线局域网的传输能力和其中每个TCP数据流对应的往返传输时延。该方法利用计算出的结果，进一步求出每个TCP数据流应使用的滑动窗口值，并利用计算出

8、的值，修改对应TCPACK报文的窗口域，以控制每个TCP数据流的吞吐量。通过这种方式，自适应流控代理可以在充分利用无线局域网传输能力的同时，尽量减小无线局网中上、下行TCP数据流吞吐量的差距，以提升用户的体验。I西安电子科技大学硕士学位论文4.利用NS-3对通信场景进行仿真，验证了自适应流控代理的有效性。利用仿真场景，我们做了三组仿真实验。我们在第一组仿真实验中不对无线局域网中的AP进行任何修改；在第二组仿真实验