仿真的實(shí)現(xiàn) - TD-HSUPA系統(tǒng)的TCP優(yōu)化方法

　　目前互聯(lián)網(wǎng)上使用最為廣泛的TCP版本是1990年HOE J C提出的TCP NewReno。在使用C++語言編寫的TD-SCDMA系統(tǒng)仿真平臺(tái)上，本文對(duì)所提出的方法和TCP NewReno作仿真比較。 HSUPA的仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。使用離散事件時(shí)間驅(qū)動(dòng)機(jī)制的方法來模擬業(yè)務(wù)發(fā)起的過程，所有用戶均使用FTP業(yè)務(wù)來仿真測試，小區(qū)采用WrapAround 19小區(qū)的模型，每個(gè)小區(qū)分為3個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)均勻分布1個(gè)用戶。有線鏈路的仿真模型簡化為從RNC到遠(yuǎn)端服務(wù)器的鏈路中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐禃r(shí)延為固定值200 ms。智能天線模型和同頻干擾的計(jì)算見參考文獻(xiàn)[6]。

　　首先仿真穩(wěn)定狀態(tài)下的TCP，假定所有用戶靜止，通過調(diào)節(jié)背景噪音功率使所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄`幀率達(dá)到相應(yīng)的值，經(jīng)過200 s仿真得到結(jié)果如圖3和圖4所示。

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　　由圖3可以看到,當(dāng)誤幀率較低時(shí)，本文提出的方法對(duì)于減少超時(shí)次數(shù)有很好的效果;由圖4對(duì)應(yīng)的吞吐量也可以看出，相比TCP NewReno,本文提出的改進(jìn)方法使得HSUPA系統(tǒng)的吞吐量隨誤幀率的升高而劇烈的降低得到緩解，說明本文提出的方法能減弱無線環(huán)境中TCP慢啟動(dòng)機(jī)制帶來的性能下降。

　　仿真內(nèi)容改為更一般的情形：設(shè)背景噪聲為定值，每個(gè)用戶以3 km/h的速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)用戶數(shù)增多的情況下，比較本文提出的方法和TCP NewReno之間的性能結(jié)果如圖5所示。

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　　因?yàn)橛脩羲艿母蓴_主要為TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)的同頻干擾，所以當(dāng)用戶數(shù)增大時(shí)，同頻干擾增大，終端通過增大發(fā)射功率來保證通信的信噪比大于門限值，這會(huì)加劇無線信道的惡化，導(dǎo)致吞吐量的降低。從圖5中可以看到，每個(gè)小區(qū)的用戶數(shù)為4時(shí)，本文提出的方法能提高大約12%的系統(tǒng)吞吐量，當(dāng)用戶數(shù)為5時(shí)，因?yàn)門D-SCDMA系統(tǒng)的物理信道數(shù)有限，所以在遇到可能發(fā)生超時(shí)之前，可能會(huì)出現(xiàn)由于物理資源的限制而使得本文提出的方法不能很好地執(zhí)行。不過在配合更好的動(dòng)態(tài)信道分配算法的條件下，本文提出的方法將能提升更好的效果。

　　本文分析了TD-HSUPA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，并且提出了一種適應(yīng)TD-HSUPA網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法，通過RNC解析該TCP連接中UE與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)包和反饋包，經(jīng)過計(jì)算能分析UE的TCP狀態(tài)，在UE可能出現(xiàn)超時(shí)之前，及時(shí)擴(kuò)大UE的傳輸帶寬和提高UE調(diào)度優(yōu)先級(jí)，使UE能更快地重傳數(shù)據(jù)，從而有效地防止因無線空口環(huán)境變差所導(dǎo)致的TCP慢啟動(dòng)。經(jīng)仿真表明，對(duì)于復(fù)雜多變的無線環(huán)境，本方法能有效保證TD-HSUPA數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，保持良好的數(shù)據(jù)傳輸效率。