認(rèn)知無線電環(huán)境下TCP性能增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)無線頻譜資源的需求日益增大，所以當(dāng)前無線頻譜資源十份緊張。認(rèn)知無線電是一種新興的動(dòng)態(tài)利用頻譜資源的無線電技術(shù)，它的出現(xiàn)可以有效地解決頻譜資源利用率不高的問題。認(rèn)知無線電技術(shù)(Cognitive Radio，CR)的主要特點(diǎn)為能動(dòng)態(tài)地與周圍無線環(huán)境交互信息。首先CR利用頻譜感知分析周圍頻譜使用情況找出頻譜空洞，其次利用頻譜管理統(tǒng)一管理這些可用資源，然后通過頻譜分配和頻譜接入技術(shù)幫助次用戶(SU)使用空閑頻譜，

2、當(dāng)SU需要避讓主用戶(PU)時(shí)，再利用頻譜切換技術(shù)轉(zhuǎn)到其它空閑頻段繼續(xù)通信。在CR環(huán)境中底層工作環(huán)境的不斷變化，是影響TCP協(xié)議的主要原因，其根源在于TCP協(xié)議無法掌握這些動(dòng)態(tài)變化信息。因此，這是本文研究的基本出發(fā)點(diǎn)。
　　 本文首先討論分析了認(rèn)知無線電環(huán)境下影響TCP性能的關(guān)鍵因素，并通過NS2仿真軟件搭建認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，仿真分析了典型TCP版本協(xié)議在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的性能狀況，包括reno、newreno、westwood、ve

3、gas、sack。仿真結(jié)果表明，在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下westwood性能最好。
　　 其次，認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中SU完成垂直切換前后，傳輸信道質(zhì)量不同是影響TCP協(xié)議性能的重要原因。為了克服此問題，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于跨層反饋的TCP控制方案，取名TCP-CR。TCP-CR主要包括擁塞窗口調(diào)整、TCP報(bào)文段大小選擇、慢啟動(dòng)門限值更新三部分內(nèi)容。并令TCP-CR*為TCP-CR的簡(jiǎn)化版，其只含有TCP-CR中的報(bào)文段大小選擇模塊。以TCP-

4、newreno協(xié)議為版本實(shí)現(xiàn)TCP-CR與TCP-CR*。仿真結(jié)果顯示，采用TCP-CR或TCP-CR*的協(xié)議性能都明顯優(yōu)于原TCP協(xié)議，同時(shí)TCP-CR的性能略高于TCP-CR*。這表明報(bào)文段大小的合理選擇是影響認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中TCP協(xié)議性能的關(guān)鍵因素。
　　 最后，總結(jié)了當(dāng)前慢啟動(dòng)算法的主要缺點(diǎn)，并結(jié)合CR的動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)慢啟動(dòng)算法ATSS。ATSS繼承了TCP-CR的慢啟動(dòng)門限值更新部分，同時(shí)當(dāng)SU切換后也會(huì)根據(jù)TCP