基于跨層設(shè)計(jì)的車載通信網(wǎng)TCP性能改進(jìn)研究.pdf

1、車輛的爆發(fā)式增長(zhǎng)和無(wú)處不在的信息需求將通信網(wǎng)絡(luò)與交通網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合起來(lái)，車載通信網(wǎng)由此應(yīng)運(yùn)而生，并成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。車輛間的通信形成了一種自組織的、結(jié)構(gòu)開(kāi)放的車載自組織網(wǎng)絡(luò)(VANET)，不僅具有移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)、分布式、多跳等特點(diǎn)，還具有自身獨(dú)有的屬性，如車輛運(yùn)動(dòng)的高速性、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l繁等，這些屬性直接影響VANET環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸性能。
　　 VANET中有許多信息相關(guān)的應(yīng)用，對(duì)于這些應(yīng)用有必要選擇可靠的傳輸協(xié)議，如TCP

2、協(xié)議。在高動(dòng)態(tài)的VANET環(huán)境中，由于信道質(zhì)量不佳、路由切換頻繁，使得丟包原因復(fù)雜化，傳統(tǒng)TCP協(xié)議已不能很好的發(fā)揮作用，而目前對(duì)VANET的TCP機(jī)制研究較少?；诖?，本文通過(guò)理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)找出現(xiàn)有TCP不適合于車載通信網(wǎng)的原因，并引入跨層設(shè)計(jì)及模糊控制的思想對(duì)VANET中TCP傳輸性能進(jìn)行改進(jìn)。
　　 首先，本文基于跨層思想提出改進(jìn)的VC-TCP，將網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層相結(jié)合進(jìn)行跨層優(yōu)化，通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)層提供有用的車輛運(yùn)行信息，使

3、網(wǎng)絡(luò)層在路由過(guò)程中能夠預(yù)測(cè)鏈路狀態(tài);然后在TCP首部中新增VC位用于指示鏈路狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)跨層通信將鏈路狀態(tài)記錄到VC位，TCP發(fā)送端根據(jù)VC位快速區(qū)分丟包原因;最后基于跨層設(shè)計(jì)的四狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，改進(jìn)傳統(tǒng)TCP擁塞控制算法，對(duì)不同丟包情況采取不同的擁塞控制策略。
　　 隨后，本文引入模糊控制理論，在上述研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出VF-TCP，利用相鄰節(jié)點(diǎn)的相對(duì)速度、相鄰節(jié)點(diǎn)的距離、相對(duì)往返時(shí)延變化率、短期吞吐量變化率作為模糊推理的輸入