MANET网络的拥塞控制研究.pdf

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文（全日制专业学位硕士）题目MANET网络的拥塞控制研究（英文）ResearchoncongestioncontrolinMANET研究生学号:1208521101研究生姓名:黄镜清指导教师姓名、职务:蒋华教授申请学位门类:工程硕士学科、专业名称:计算机技术提交论文日期:2014年10月论文答辩日期:2014年12月摘要摘要MANET网络是一种没有固定基础设施的无线自组织网络，由一系列相互通信的能随机移动的具有收发功能的无线设备组成。MANET中的节点同时具备主机和路由器的功能。MANET的快速组网、协议简单、无

2、任何基础设施、可移动、良好的抗毁能力和能耗少等特点使其在军事应用、抢险救灾、个人通信等方面得到了广泛的应用。但MANET与传统有线网络不同的特点使得传统的TCP拥塞控制协议应用于MANET网络中面临很大的挑战。传统的TCP拥塞控制是针对有线网络而设计的，其将网络中所有的丢包现象都作为网络拥塞的标志。而MANET网络路由频繁失效或中断、无线网络中的高误码率、共享信道的竞争、信号干扰等诸多因素易造成非拥塞丢包，传统TCP无法识别是何种类型的丢包，错误触发拥塞控制机制，严重影响TCP性能。对MANET环境下拥塞控制的研究成为一个热点。本文首先概述了

3、MANET网络的知识背景和拥塞控制机制的原理、常用的TCP协议版本、传统TCP拥塞控制在MANET网络中面临的问题及目前的研究现状。本文重点研究了拥塞控制的跨层设计，分析了MAC层与传输层TCP协议之间的关系，针对MANET网络中的MAC层协议IEEE802.11进行了改进，使其更适用于MANET网络，优化TCP传输性能。针对MANET无法准确识别网络拥塞，提出了基于带宽估计的改进的TCP拥塞控制机制。本文主要研究内容：1）针对MANET由于节点的易接入性和移动性，容易导致数据发送冲突严重，或者因链路断开而误认为是冲突，影响网络TCP协议的性

4、能。设计了一种动态估计无线网络中的活动节点数来调整MAC层的初始竞争窗口的大小，并根据活动节点数及节点的活动特性调整竞争窗口尺寸的DCF(DistributedCoordinationFunction)机制。2）良好的拥塞控制机制能提供较好的QoS保证。针对MANET无法准确识别网络拥塞，本文设计了一种跨层的基于带宽的拥塞识别与控制机制。该方法通过实时监测节点可用带宽获取节点拥塞程度指标，并采用包循环进入队列和分类丢包的策略进行拥塞控制。该机制不需要邻居节点的信息，降低了系统开销。NS2仿真结果表明，改进的IEEEMAC802.11协议的DC

5、F机制相对于标准DCF机制，在可接受的端到端延迟下，吞吐量得到10%到15%的提升。改进的跨层的基于带宽的拥塞识别与控制机制有效地降低了控制开销，并表明比TCPNewReno减少了5%到34.9%的端到端延迟，相对于TCPNewReno和TcpVegas在吞吐量性能上有所提升。关健字：DCF；动态估计；活动节点数；带宽估计；拥塞识别与控制；分类丢包IAbstractAbstractMANETisakindofnofixedwirelessself-organizingnetworkwithoutanyinfrastructure,consis

6、tingaseriesofwirelessdeviceswiththefunctionofsendingandreceivingdata,whichcancommunicatewitheachotherandrandommovement.NodesinMANETcanactashostandrouteratthesametime.ThecharacteristicsofMANETsuchassimpleimplementationofprotocol,non-infrastructure,randommobility,goodanti-dam

7、ageabilityandlessenergyconsumption,etc,makeitavailableinthemilitary,disasterrelief,personalcommunication,etc.ButthedifferentcharacteristicsinMANETwiththetraditionalcablenetworkmakethetraditionalTCPcongestioncontrolprotocolusedintheMANETnetworkfaceabigchallenge.Thetraditiona

8、lTCPcongestioncontrolisdesignedforthecable,Itconsidersallphenomenonofpacketlossint