认知无线电网络传输层协议设计探讨
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。
的发 送 速 率 降 低 吞 吐 量
络中
，
因 而 在 非对 称 的 网
，
大 部 分 的频 谱 资 源 被 用 于 授权 频 段 非授 权 频
然 而 这 种 方 式 缺 乏 判 断误 码 原 因 的机 制
，
TC P
连 接 的下 行 流就 受 到 影 响
尤其 是
段的频谱资源要 少得多
WPAN
、
，
由 于 W LA N
， ． ，
利 用 率 就 产 生 了 认 知 无 线 电 的概 念 其 基 本
，
．
不 能 够接收 到 任何 发 送 端 的 数 据 这 会 造 成 发 (2 ) 错 误 的 丢 包 探 测 机 制 送 端 超 时 T C P 发 送 端会 重 传 丢 失 的 包并 且 启
，
出发 点 就 是 ：在 不 影 响 授权 频段 的 正 常 通 信 的
“
”
。
拥 塞状 态 的下 降
。
，
因 此 而 导 致 T C P 性能 有很 大 程 度
所 有 的 数 据包 和 确 认 包 都会 被 丢
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
， “ ”
弃
制
，
这 将 导 致 T C P 发 送 端 超 时 并 启动 拥 塞 控
重庆维普
■
了
S IS
讹
b 赡
e
1
]
摘
题
要 ：认 知 无 线 电 是 当 前 的 研 究 热 点 然 而 对 认 知 无 线 电 网 络 传 输 层 协 议 的
．
研 究却很 少
．
。
本 文 从 认 知 无 线 电的 概 念 出 发
，
介 绍 了 T C P 在 无 线 环 境 中存在 的 问
， ，
以及 改 进 无 线 T C P 性能 所 需 要 考 虑 的 因 素 结合 认 知 无 线 电 自身 特 点 指 出 了
。
进 行认 知 无 线 电 网 络 传输 层 协 议 设 计 的 思 路
关 键 词 ：认 知 无 线 电 ； 传输 层 协议 ；无 线 T C P ；频 谱 切 换
胡晗 ( 襄樊 学 院物 电 系 襄 樊
低
。
算 法 必 然 引起 拥 塞 窗 口 的 频 繁 调 整 经 常 处 于
为 了 解 决 上 述 问 题 尽 量 提 高 现 有频 谱 的
，
蜂 窝 网 络 中 移动 节 点 在 小 区 切 换 时会 有
，
一
慢 启动 阶 段
降
。
，
导致
TC P
连 接 吞 吐 量 的急 剧 下
个 信 号 消 失 的 阶 段 在 这 个 阶段 移 动 节 点
基 础 上 具有 认 知 功能 的 无 线 通 信 设 备 可 以 按
，
标 准 T C P 不 能 区 分不 同 类 型 的错误 (随
动 拥塞 控制 导 致 T C P 性 能 下 降 路 由 中断 通
，
。
照 某 种 机 会 方 式 接 入 授 权 的频段 内 并动 态
，
“
”
机 丢 包 拥 塞 丢 包 等 ) 它 把任 何 丢 包 都 看作 拥
、
传 输 的 吞 吐 量 将 受到 确 认 信 息 返 回 速率 的 限
制
。
技 ( W L A N )技 术 无 线 个 域 网 络 ( W P A N 】 术 和
无 线 城 域 网 ( w M A N )技 术 的高速 发 展 人 们 对
，
的 性 能也 有 较 大 影 响
。( 1 ) 经 常性源自的 链 路 错 误 引 起 的 问题
．
随 着 无 线 通 信 技 术 的飞 速 发 展 频 谱资 源
，
分 组 延 迟 引起 的 问题 此 外 某 些 无 线 链 路 ( 如
。
，
输速 率 小 于 数 据 分 组 的 传 输 速 率 时
，
TCP
数据
变得 越 来越 紧 张
、
。
尤其 是 随 着 无 线 局 域 网 络
卫 星 链 路 )的 不 对 称 大 延 迟 带 宽 乘 积 对 T C P
。
44 10 5 3
)
绪论
等特 性 对 网 络 传 输 层 的 影 响 可 以 归 结 为 两 个
主 要 的 方 面 即 分 组 丢 失或 损 坏 引 起 的 问 题 和
，
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
。
2
个
。
断 网 络 情况 它 根 据 返 回 的 A C K s
，
、
超 时 时钟
经 历 很 长 的排 队 时 延
，
这 会 减 慢 T C P 发送 端
。
部 分 ：授 权 频 段 ( L F B ) 和 非 授 权 频 段 ( U F B )
，
或 重 复 A C K s 可 以推 断 数 据 分 组 是 否 成 功 传 输
．
、
只 是 简 单 地 把 每 个 分 组 的丢 失 归 结 为 网 络 中
在 上 行 流 已 经 占 用 了 很 大 部 分 的带 宽 的 情 况
下
。
W M A N 无 线 通 信 业 务 的迅 猛 发 展
这
发 生 了拥 塞
络 的情 况
。
。
显 然 这 种 方 式 只 适 用 于 有线 网
， ．
i 几 乎 没 有 乘 余 的带宽供应 答 数 据 利 用 从
、
，
常会 发 生 在 A d
ho
c
网络 中
，
节 点 的 移 动会 导
，
地 利 用 频谱
。
这种在 空 域 时 域 和 频 域 中 出现
、
塞 丢 包 并 启动拥 塞 控 制 而 不 管 网 络 是 否处 于
，
致 本次 连 接 使 用 的 路 由中 断 在 重 新 计 算 路 由 的过 程 中
．
的 可 以 被 利 用 的频 谱资 源 被 称 为 频 谱 空 穴
，
些 网络 所 工 作 的 非 授权 频段 已 趋 近 饱 和 ；而 另
一
在 无 线 链 路情 况 下 常 有 因链 路 问
，
而 更 恶 化 了 下 行传输
。
方 面 相 当 数 量 的 频 谱资 源 的利 用 率 却 非 常
，
题 引起 的丢 包
如 果 简 单 地 采 用 传统 T C P 的
、
(5 ) 链 路 和 路 由中断 引 起 的 问题
TC P 发 送 方 根 据接 收 方 返 回 的 A C K s
如 果 从 接 收 端 到 发 送 端 的带宽 非 常有 限
，
宽带 无 线 应 用 提 出 了 更 高 的 要 求 而 目前 的频
。
判
那么
一
个 应 答 数 据 可 能 要 在 接 收 端 的传 输 点
，
谱 分 配 制度 为 固 定频 谱 分 配 将 频 谱 分 为
的发 送 速 率 降 低 吞 吐 量
络中
，
因 而 在 非对 称 的 网
，
大 部 分 的频 谱 资 源 被 用 于 授权 频 段 非授 权 频
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， ． ，
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，
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，
出发 点 就 是 ：在 不 影 响 授权 频段 的 正 常 通 信 的
“
”
。
拥 塞状 态 的下 降
。
，
因 此 而 导 致 T C P 性能 有很 大 程 度
所 有 的 数 据包 和 确 认 包 都会 被 丢
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
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这 将 导 致 T C P 发 送 端 超 时 并 启动 拥 塞 控
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题
要 ：认 知 无 线 电 是 当 前 的 研 究 热 点 然 而 对 认 知 无 线 电 网 络 传 输 层 协 议 的
．
研 究却很 少
．
。
本 文 从 认 知 无 线 电的 概 念 出 发
，
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， ，
以及 改 进 无 线 T C P 性能 所 需 要 考 虑 的 因 素 结合 认 知 无 线 电 自身 特 点 指 出 了
。
进 行认 知 无 线 电 网 络 传输 层 协 议 设 计 的 思 路
关 键 词 ：认 知 无 线 电 ； 传输 层 协议 ；无 线 T C P ；频 谱 切 换
胡晗 ( 襄樊 学 院物 电 系 襄 樊
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。
算 法 必 然 引起 拥 塞 窗 口 的 频 繁 调 整 经 常 处 于
为 了 解 决 上 述 问 题 尽 量 提 高 现 有频 谱 的
，
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，
一
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。
，
导致
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基 础 上 具有 认 知 功能 的 无 线 通 信 设 备 可 以 按
，
标 准 T C P 不 能 区 分不 同 类 型 的错误 (随
动 拥塞 控制 导 致 T C P 性 能 下 降 路 由 中断 通
，
。
照 某 种 机 会 方 式 接 入 授 权 的频段 内 并动 态
，
“
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、
传 输 的 吞 吐 量 将 受到 确 认 信 息 返 回 速率 的 限
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。
技 ( W L A N )技 术 无 线 个 域 网 络 ( W P A N 】 术 和
无 线 城 域 网 ( w M A N )技 术 的高速 发 展 人 们 对
，
的 性 能也 有 较 大 影 响
。( 1 ) 经 常性源自的 链 路 错 误 引 起 的 问题
．
随 着 无 线 通 信 技 术 的飞 速 发 展 频 谱资 源
，
分 组 延 迟 引起 的 问题 此 外 某 些 无 线 链 路 ( 如
。
，
输速 率 小 于 数 据 分 组 的 传 输 速 率 时
，
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尤其 是 随 着 无 线 局 域 网 络
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。
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绪论
等特 性 对 网 络 传 输 层 的 影 响 可 以 归 结 为 两 个
主 要 的 方 面 即 分 组 丢 失或 损 坏 引 起 的 问 题 和
，
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
。
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，
、
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，
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．
、
只 是 简 单 地 把 每 个 分 组 的丢 失 归 结 为 网 络 中
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下
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W M A N 无 线 通 信 业 务 的迅 猛 发 展
这
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络 的情 况
。
。
显 然 这 种 方 式 只 适 用 于 有线 网
， ．
i 几 乎 没 有 乘 余 的带宽供应 答 数 据 利 用 从
、
，
常会 发 生 在 A d
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，
节 点 的 移 动会 导
，
地 利 用 频谱
。
这种在 空 域 时 域 和 频 域 中 出现
、
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些 网络 所 工 作 的 非 授权 频段 已 趋 近 饱 和 ；而 另
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方 面 相 当 数 量 的 频 谱资 源 的利 用 率 却 非 常
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，
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