认知无线网络中基于跨层设计的TCPWestwood技术研究

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1、分类号TN929．52密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目认知无线电网络中基于跨层设计的TCPWestwood技术研究英文题目BasedonthedesignofTCPWestwoodcross1aver一———————————————————————————————————————————————————————一technologyresearchCognitiveradionetwork——————————————————————————————————一硕士研究生：王植堡指导教师筮昌彪学科专业通信与信息系统论文提交日期2Q曼2：量22论文答辩日期2

2、012=是趋论文评阅人答辩委员会主席2012年6月3日独创性声明IIIIIll{l{lllllll{llllllllIIHIIY2399032本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽邮电太堂或其他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谢意。籼姗签哆精华蝴期：即衅蝻2自学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定

3、，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽邮电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)、学位论文作者签名：孑I，J一．华导师签名衫签字日期：砂I埤F月乙龟签字日期：讪fL年(1重庆邮电大学硕士论文摘要频谱资源是珍贵的、数量有限的无线电资源之一，由国家相关部门统一分配、管理、授权使用。授权使用静态频谱管理方式，且容量固定又有限，频谱的利用率极低。认知无线电是采用动态频谱分配，允许次用户操作在授权频段上即次用

4、户择机使用空闲授权信道，进而需要频繁的信道切换，对TCP的性能产生影响。TCP是一个面向连接的协议，提供较多的设备的应用程序比UDP，TCP已成为事实上的标准用于成千上万个互联网应用程序的主机。目前认知无线电技术的研究大都集中于物理层和MAC层的功能上，对传输层和网络层研究较少。本文是从传输层改进TCP性能。首先构建认知无线电网络环境，分析影响TCP性能的因素。其次跨层设计TCPWestwood的拥塞控制，包括慢启动、拥塞避免、快速重传。最后跨层设计TCPWestwood的重传定时器，分析虚警概率和检测概率对设计重传定时器的影响。分析认知无线电环境下影响TCP

5、性能的因素，构建认知无线电网络仿真拓扑、设置仿真环境，分析TCPReno、TCPNewreno、TCPSackl、TCPVegas、TCPWestwood协议的性能包括拥塞窗口、平均吞吐量、丢包率，以及主用户活跃程度如何影响TCP性能。在此认知无线电网络仿真环境的基础上，首先引述认知无线电网络系统理论模型的整体架构，其次针对传统TCPWestwood拥塞控制在CR网络中存在的问题，提出一种跨层TCPWestwood的拥塞控制算法简称TCPW-CR。TCPW-CR包括慢启动、拥塞避免、快速重传。最后对比TCPWestwood和TCPW-CR的不同性能。介绍重传定

6、时器的研究现状。然后针对TCPWestwood重传机制在认知无线网络中存在的问题，在拥塞控制改进的基础上，提出跨层TCPWestwood的重传定时器设计算法。该算法区分网络拥塞导致的超时和主用户到来次用户切换所导致的超时，进行不同的恢复策略。ns．2仿真结果表明，TCPW-CR可以减少TCP的平均慢启动次数，更加准确估计重传时间，吞吐量I：LTCPWestwood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。关键词：认知无线电网络，传输控制协议，吞吐量，拥塞控制，重传定时器重庆邮电大学硕士论文Abs衄ctAbstractFrequencys

7、pectrumisoneofthepreciousandlimitedradioresources，whichisallocated，managedandauthorizedbyrelevantdepartmentsofthenation．Theauthorizationemploysstaticspectrummanagement，withfixedlimitedcapacity,andthespectrumutilizationratioislow．Cognitiveradioemploysdynamicspectrumallocationmechanis

8、m，andallowssecondar