认知无线网络中mac与tcp层跨层协作机制的研究

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1、万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，

2、发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据万方数据摘要摘要随着现代科技发展和社会进步，无线频谱资源短缺问题日益突出，业界普遍认为认知无线网络是实现频谱有效利用的有效手段。在认知无线网络中，认知用户需要具备频谱感知和切换的能力，在主用户到来或者当前链路质量下降时到一定程度时，可以实现动态频谱切换，从而不影响主用户的通信和提高

3、自身数据传输效率。但是频谱感知和切换带来的时延可能使认知用户数据包传输超时和接口队列溢出，引起数据包丢失和重传实际上没有丢失的数据包，导致传输层频繁的启动慢启动，降低传输性能。针对以上出现的问题，本课题在深入研究传输层和MAC层数据传输的基础上，提出了一种认知无线网络中TCP层与MAC层跨层协作的方案TMC-CWN（TCPandMACCross-layerincognitivewirelessnetwork）。通过建立TCP层与MAC层的跨层通道以及改进拥塞重传机制，实现跨层协作。由此，TCP层可以知道MAC层数据传输的状态和需要的数据，如感知时间等参数，并根据传送上来的信息及时启动改进

4、的拥塞机制和重传机制，以消除由于频谱感知和切换延时带来的频繁的慢启动问题；针对传统的CSMA/CA接入机制在感知开始后仍然盲目退避导致没有必要的数据重传问题，课题改进CSMA/CA接入机制，增加感知退避暂停过程。为了验证方案的可行性和合理性，采用NS2仿真软件，在基于IEEE802.11协议的WLAN网络上构建了一个认知无线网络仿真环境，并嵌入了跨层协作机制以及在MAC层模拟感知与传输周期性循环过程，以满足仿真验证的要求。仿真实验结果表明，在认知无线网络环境下，与采用传统TCP协议的无线通信系统相比，采用TMC-CWN跨层协作机制的无线通信系统能更好得缓解由于频谱感知和切换对传输的影响，

5、减少了认知用户的数据重传率和往返时延抖动，并提高了传输吞吐量。关键词：认知无线网络；频谱感知和切换；跨层设计；MACIEEE802.11；TCP.I万方数据认知无线网络中MAC与TCP跨层协作机制的研究AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,wirelessspectrumresourcehasbecomemoreandmoreserious.Theindustrygenerallythoughtofcognitivewirelessnetworkasareasonablewaytorealizetheeffectiveuseof

6、thespectrum.Inthecognitivewirelessnetwork,thecognitiveusersneedtohavetheabilityofsensingandswitchingofthespectrum,whentheprimaryuserscomeorthequalityofthecurrentchanneldecline,thecognitiveusersareabletosenseandswitchtoanotherchanneldynamically.Therefore,cognitiveusersdonotinthewayoftheprimaryuser

7、sorimprovetheirowndatatransmissionefficiency.Butthedelaytimeofspectrumsensingandswitchmaybringpacketsovertimeandqueuesoverflowofinterfaceofcognitiveuser,whichleadtothepacketslossandretransmission,inthatcase,thetranspor