蜂窝网络下的tcp研究相关技术

《蜂窝网络下的tcp研究相关技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、蜂窝网络下的TCP研究相关技术1引言随着无线网络的迅速发展以及无线网络带宽的逐渐提高，基于无线网络下的快速移动终端的实时监控具有广泛的应用前景。由于实时监控会涉及到大量的音视频数据的传输，且无线网络信道又具有易错、时变和带限的待点，且多径现象会导致慢衰落和快衰落，使得信道误比特率要比有线环境大得多，且随着基站和终端位置、方向的改变而变化很大山。目前实现分组无线通信网络消息交换和数据传输的方法主要有TCP传输控制协议和SCTP简单流传输协议，以及UDP用户数据报协议。基于无线网络的特点，需要相关的技术来实现控制。本文主要针对无线网

2、络中的蜂窝网络，总结了数据可靠，友好传输所需要的相关技术。2TCP方式的数据传输2.1TCP介绍TCP在不可靠的TP层基础上为应用层提供面向连接的、可靠的数据传输服。TCP使用4种技术（窗口、序列号、重传定时器、确认）实现TCP的3个功能：①流量控制；②差错控制；③拥塞控制，以此保证数据的可靠传输。标准TCP（在木文中指目前Internet屮常用的TCP协议一一Reno）在有线网络中能很好地工作，但是在蜂窝网络中的性能很差，为了能在无线网络中有效地使用TCP,就必须为标准TCP增加一些额外的技术。人们已经提出了各种不同的方法來提

3、高无线网络中TCP性能，但是几乎所有的方法都是针刈•某个特定问题，没有一个方法可以解决所有问题。一些方法在特定的拓扑结构中的性能比较好，而另外一些在不同的网络环境可以运行得更好。2.2影响蜂窝网络中TCP性能的因素标准TCP假设网络拥塞引起了绝大部分的丢包,而把其他导致丢包的原因忽略不计。如果把标准TCP直接应用到无线网络屮，由于无线网络屮的传输错误、链路/路市屮断等因素的影响，则标准TCP会经常在网络没有拥塞的情况下启动拥塞控制，造成性能的急剧降低。造成蜂窝无线网络TCP性能下降的几个原因可以总结为以下几种[2]:⑴高比特误码

4、率（BER）。无线网络的链路是有损介质，具有很高的比特误码率。比特误码会导致数据包损坏甚至丢包,从而使得发送端出现超时、重传数据包，并启动拥塞控制。如果重复性地发生这种错误，则会急剧地降低TCP的性能。(2)错误的丢包探测机制。标准TCP不能区分不同类型的错误(随机丢包、拥塞丢包等)，它把任何丢包都看做拥塞丢包并启动拥塞控制，而不管网络是否处于拥塞状态，导致TCP性能下降。(3)无线链路带宽。因为无线链路的带宽有限，结点可能只能使用很少的带宽,甚至没有带宽可以使用。导致发送端超时和信息丢失的时间增多。(4)链路屮断。蜂窝网络屮，

5、移动结点在蜂窝Z间切换过程屮有一个信号消失阶段。在这个阶段，移动结点不能接收到任何发送端的数据，造成发送端超时。TCP发送端会重传这些数据并启动拥塞控制，导致TCP性能下降。2.3改善蜂窝网络中TCP性能的方法蜂窝网络是TCP研究工作和提出改进方法最多的网络模型，目前改善蜂窝网络中TCP性能的研究工作集屮在对TCP本身的改进和TCP与链路层联合改进的基础上，主要基于两个思路：①屏蔽发送端；②发送端觉察.我们参考文献［3］，把这些改善TCP性能的方法大致分为以下4类.2.3.1TCP分段连接方案这类方案有IT'CP方法［4］,将移

6、动主机(MH)和固定主机(FH)间的TCP连接在基站处分成两段(MH到基站的无线段和基站到FH的有线段)，在有线和无线链路段分别采取不同的策略。有线链路段使用标准TCP;无线链路段则采用适于无线环境的改进协议.它对发送端是屏蔽丢包的，基站保留了数据包的“硬”状态，这类方案破坏了TCP连接的端对端语义，且需要修改移动主机和中间结点的TCP.2.3.2TCP缓存方案这类方案有Snoop方法［2］、不完全应答法ACKP［5］和町CP［6］等.它和分段连接方案连接类似，但TCP缓存方案在代理中保留数据的“软”状态，而不是“硬”状态，软状

7、态的丢失虽会影响性能，但不会改变TCP的端对端语义2.3.4层交叉方案该类方案由链路层或网络层将链路环境状态反馈到TCP层,TCP依此采取相应的方法来处理丢包•根据低层的反馈方式和TCP处理措施的不同,将它们再细分为以下3类：(1)重传机制改进方案这类方案有延迟重复确认法［7］。标准TCP中的快速重传法虽然可以减轻切换造成的性能衰退，但对高误码率的情况效果不大。延迟重复确认法采用对重复确认进行延迟发送的机制，使发送端重传丢包Z前无线链路层能进行局部重传。方法对时延带宽值大的无线应用环境(如卫星链路等)TCP能有明显改善，且可适用

8、于网络加密坏境，属于屏蔽发送端的方法。(2)显式状态通知法这类方案有坏状态通知EBSN［2］、显式丢失通知ELN［2］和显式拥塞通知ECN［8］等。链路层将状态信息(EBSN,ELN和ECN等)作为TCP的选项捎带在TCP确认ACK中发送回TCP发送端，显式地通