无线电网络传输层协议

无线电网络传输层协议

绪论随着无限通信技术的飞速发展，频谱资源变得越来越紧张。尤其是随着无限局域网络（WLAN）技术，无限个域网络（WPAN）技术和无限城域网（WMAN）级数的告诉发展，人们对宽带无限应用提出了更高的要求。而目前的频谱分配制度为固定频谱分配，将频谱分为2个部分：授权频段（LFB）和非授权频段（UFB）。大部分的频谱资源呗用于授权频段，非授权频段的频谱资源要少得多，由于WLAN,WPAN,WMAN无限通信业务的迅猛发展，这些网络所工作的非授权频段已趋近饱和；而另一方面，相当数量的频谱资源的利用率却非常低。

为了解决上述问题，尽量提高现有频谱的利用率，就产生了认知无线电的概念，其基本出发点就是：在不影响授权频段的正常通信的基础上，具有认知功能的无限通信设备可以按照某种“机会方式”接入授权的频段内，并动态地利用频谱。这种在空域，时域和频域中出现的可以被利用的频谱资源被称为“频谱空穴”。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空穴”并利用的能力。

目前，认知无线电级数的研究大都集中于物理层和MAC层的功能上，如频谱感知技术，频谱管理技术和频谱共享技术，这些方面的研究取得了重要的进展。但对于更高层，诸如网络层，传输层和应用层的技术，还没有深入的研究。本文则主要探讨认知

无线电网络传输层协议可能遇到的问题以及设计思想。2 无限网络TCP2、1 TCP在无线环境中存在的问题无线链路的高误码率，宽带有限，移动性等特性对网络传输层的影响可以归纳为两个主要的方面。即分组丢失或损坏引起的问题和分组延迟引起的问题。此外，某些无线链路（如卫星链路）的不对称，大延迟宽带乘积对TCP的性能能也有较大影响。

（1）经常性的链路错误引起的问题 TCP发送方根据接收方返回的ACKs判断网络情况，它根据返回ACKs超时时钟或重复ACKs 可以判断数据分组是否成功传输。然而这种方式缺乏判断误码原因的机制，只是简单地把每个分组的丢失归纳结为网络中发生了拥塞。显然，这种方式只是用于有线网络的情况。在无线链路情况下，常有因链路问题引起的丢包，如果简单的采用传统TCP的算法必然引起拥塞窗口的频繁调用，经常处于慢启动阶段，导致TCP连接吞吐量的急剧下降。

（2）错误的丢包探测机制标准TCP不能区分不同类型的错误（随即丢包，拥塞丢包等），它把任何丢包都看作拥塞丢包并启动拥塞控制，而不管网络是否处于拥塞状态，因此而导致TCP 性能有很大程度的下降。

（3）较大的延迟或延迟抖动引起的问题由于无线/有线混合网络中某些无线链路本身的延迟特性、切换和链路层重传机制都会导致端到端的较大延迟或延迟抖动。TCP重传时钟设置了RTT的上限。如果RTT突然增加，TCP段被严重延迟，RTO估计可能被超

过，从而引起超时发生，相应数据被重传。如果数据仅仅被严重延迟而没有丢弃，是不必要重传的。此外，较大的延迟带宽乘积也会导致网络容量的低利用率。

（4）带宽不对称引起的问题 TCP是利用接受返回的确认信息调整发送方数据发送率的传输层协议。在存在非对称信道的情况下，当传输确认信息的信道带宽远小于传输数据的信道带宽，确认信息的传输速率小于数据分组的传输速率时，TCP数据传输的吞吐量将受到确认信息返回速率的限制。

如果从接收端到发送端的带宽非常有限，那么一个应答数据可能要在i接收端的传输点经历很长的排队时延，这会减慢TCP 发送端的发送速率。降低吞吐量。因而在非对称的网络中，TCP连接的下行流就受到影响，尤其是在上行流已经占用了很大部分的带宽的情况下，几乎没有剩余的带宽供应答数据利用，从而更恶化了下行传输。

（5）；链路和路由中断引起的问题蜂窝网络中，移动节点在小区切换时会有一个信号消失的阶段，在这个阶段，移动节点不能接受到任何发送端的数据，这会造成发送端超时，TCP发送端会重传丢失的包并且启动拥塞控制，导致TCP性能下降。路由中断通常会发生在Ad hoc 网络中，节点的移动会导致本次连接使用的路由中断，在重新计算路由的过程中，所有的数据包和确认包都会被丢弃，这将导致TCP发送端超时并启动拥塞控制。2、2 改进无线TCP性能需要考虑的因素现有的解决方案中有的或者失去

了端对端的语义，或者存在公平性方面的问题，或者链路层的重传与TCP层的重传存在冲突。因此要想到一个提升无线TCP性能的解决方案则需要能够区分出网络拥塞丢包和误码丢包；并且要能够适应复杂的无线环境；当然同时还需要考虑维护TCP的端到端的语义，保证数据分组可以可靠的传输到目的地以及能和现存网络TCP机制并存，并仅仅要求局部修改；还需考虑带宽共享的公平性等其他一些重要因素。