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随着现代无线通信技术和因特网的发展与进步,人们对移动信息服务的需求也日益增长,这促使低成本、较少依赖基础设施的无线网络技术成为学术和产业研究的热点。无线Ad Hoc网络是由一组静止或移动的节点组成,不依赖于现有的网络基础设施,采用分布式管理的自主网络。这种网络在许多场合(如军事通信、灾难恢复、搜索和救援行动等)将具有越来越重要的作用。提高网络性能是无线网络协议设计中最重要的目标之一,跨层交互协作是目前研究与改善Ad Hoc网络性能的一种重要方法。因此,本论文提出了一种新型的跨层协作方法,通过MAC层与TCP层的跨层交互协作来改善多跳Ad Hoc网络中TCP的性能。主要研究工作和成果概括如下: 论文综述了IEEE 802.11 MAC协议应用于Ad Hoc网络时存在的问题。分析了IEEE 802.11 MAC信道接入协议的机制,及其使用RTS/CTS应答机制解决单跳WLAN中存在的隐终端问题的原理。分析了使用RTS/CTS应答机制后Ad Hoc网络中存在多跳扩展隐终端问题,指出网络负载过大是引起多跳扩展隐终端问题的主要原因。通过分析MAC层与路由层、TCP层间的相互影响,得出多跳扩展隐终端问题是导致Ad Hoc网络性能降低与网络不稳定的重要原因。 利用再生回报过程与嵌入式马尔可夫链模型,分析了3跳Ad Hoc网络中IEEE 802.11 MAC的性能。分别计算了:TCP的发送窗口w=2接收方累计确认参数d=1、TCP的发送窗口w=2接收方累计确认参数d=2、TCP的发送窗口w=3接收方累计确认参数d=3,3种场景的TCP吞吐量。 论文综述了TCP协议应用于Ad Hoc网络时存在的问题,及其改善性能的方案。提出了一种新型的跨层协作方案,利用TCP连接沿途节点反馈的MAC层拥塞窗口CW(Contention Window)值,来动态调节TCP发送方的最大发送窗口,从而调节网络的负载。仿真实验表明,该跨层协作方法在链式拓扑、网格拓扑以及随机动态移动拓扑中均能较明显地提高其TCP的性能及其网络的稳定性。