杜吉荣[1]2002年在《GPRS环境下TCP协议的性能分析与改进》文中提出TCP协议是Internet协议族的重要组成之一，最初被设计用来在有线网络上为上层应用提供端到端的可靠连接，我们所熟悉的WWW、FTP、EMAIL服务都是以TCP为基础的。随着移动通信的发展，作为向3G过渡的一个中间阶段，建立在GSM系统基础上的GPRS网络将提供数据业务，使用户可以通过移动终端随时随地的接入Internet。 本文详细研究了TCP协议的机理，无线链路的一般特征以及GPRS网络的特性，并分析了它们对TCP性能的影响。在总结了大量文献和仿真结果的基础上，针对GPRS网络中经常发生的链路中断所导致的TCP发送方长时间的延迟问题，提出了一个解决方案—PROBE机制，并在LINUX内核中初步实现。最后给出了本人对TCP协议未来发展趋势的一点展望。 通过在爱立信公司的GPRS仿真环境GATE上的标准测试表明这一方法能够极大的改善TCP协议在恶劣的GPRS环境中的性能，使之能够达到应用的水平，而标准TCP在遇到这类问题时是难以正常运转的。
高显明[2]2009年在《基于T/TCP协议构建无线嵌入式WEB服务器》文中进行了进一步梳理随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式系统、Web技术和无线技术叁者的结合已经成为嵌入式技术发展的必然趋势。但由于TCP协议在设计之初并没有考虑到无线网络和嵌入式设备的特性,导致TCP协议在无线嵌入式Web应用中的性能表现并不理想。首先,大多数TCP实现都以有线网络为假设条件作了优化,这些假设条件对于无线网络并不成立,忽略无线传输的特性将会导致一个逻辑上正确但是性能奇差的TCP实现。其次,TCP协议固有的叁次握手过程(3WHS)和TIME_WAIT状态等特性使其在嵌入式系统中的应用存在着缺陷和限制。另外,嵌入式Web服务器与客户之间交换的数据一般为小型数据,其连接特点是连接频繁且连接持续时间短,而TCP对小型数据传输效率不高,使用TCP协议会导致系统资源的浪费。因此,本课题提出在嵌入式系统中移植T/TCP协议以弥补TCP协议在无线嵌入式Web应用中的不足,并在T/TCP协议之上构建一个无线嵌入式Web服务器。本文首先详细讨论了T/TCP协议的机制,分析T/TCP协议如何实现跳过叁次握手过程和截断TIME_WAIT状态,并通过与UDP协议和TCP协议作比较,说明其在嵌入式应用中的优势。然后给出T/TCP协议在嵌入式操作系统VxWorks中的实现过程。进一步设计了测试程序以验证T/TCP协议是否移植成功。在T/TCP协议成功移植的基础上,构建一个简易的嵌入式Web服务器。针对嵌入式系统的数据特点,对服务器的响应数据发送行为进行优化,在服务器中加入了数据缓存机制以减少一次事务操作中产生数据报的数量,达到减轻网络负载和嵌入式系统开销的目的。并且,设计了测试程序,进行了本课题的嵌入式Web服务器的数据传输性能的测试。论文最后分析了GPRS无线网络的结构,在ARM9-JX2410M嵌入式实验设备中集成GPRS无线上网模块,并编写驱动程序实现嵌入式设备的无线上网功能。为解决GPRS网络中动态IP分配问题,还提出了一个关于GPRS网络中动态IP感知的系统模型。
刘元平[3]2008年在《基于无线网络的港口机械结构应力在线监测系统研究》文中进行了进一步梳理随着经济全球化和物流业的不断发展,港口的装卸能力日益提高,港口机械也朝着大型化、重型化和高速化发展,这就对装卸设备各部件的管理提出了新的要求。作为港口机械骨架的金属结构承受着机构传动部分设备的自重及外载荷,其工作状态直接关系到整机的工作性能、安全性与可靠性,一旦发生故障会带来巨大的直接和间接损失。港口机械结构应力在线监测系统实现了港口机械状态实时监测的方法,它改变了传统的以人工为主的监测手段,大大提高港口机械检测的自动化程度,提高对港口机械结构损坏和突发事件的反应速度,缩短故障检测与维修时间,增加正常运转时数,提高生产效率。长期的实时在线监测,一个重要的问题是信号数据的传输问题,采用有线信号传输需要铺设大量的电线电缆,而在环境恶劣的生产现场这些电缆极易受到破坏,使得信号失真甚至不能传输;再者,有线线路还存在信号衰减问题,雷击等自然灾害也容易对设备及信号传输造成损害。相对有线数据传输而言,利用无线网络进行无线数据传输有很多的优点:不需要大规模的线路硬件资金投入,系统建设速度快,只需架设若干天线即可,适应性好,几乎不受地理等客观环境的限制,扩展性好,系统扩展时只需将新增设备与系统相连即可,系统维护简便。随着通信技术的不断发展,利用GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线业务)网络所提供的公用平台来实现数据的远程传输越来越成为一种非常便捷的信息传递手段。本文采用GPRS网络来实现港口机械状态的远程监测,完整的监测系统由数据采集、数据传输和数据处理叁部分组成。数据采集部分负责收集传感器上的状态信息并将这些信息按照一定的格式传送给改进的动态应变仪;数据传输部分将采集终端送上来的状态信息按照网络协议通过Internet网络传送给远端控制中心的客户机;从而实现了工业现场数据实时入网,监测人员在任何时间、任何能接入Internet的地点都可以浏览到现场数据。本论文以港口机械结构应力为对象,从港口机械金属结构的特点出发,结合港口机械的具体工作条件,对港口机械金属结构应力的在线监测系统进行研究,以现代机械测试与试验技术为研究手段,采用传统的应变电测法,提出了基于无线数据传输的在线监测系统的设计方案,进行了该系统的硬件配置和软件编程。利用现有的网络资源,发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势,为数据采集提供一种便捷的无线数据传输方式,能够随时掌握港口机械承载结构工作时的技术状态,实现了对港口机械金属结构的长期在线监测。这样不但可以提高监测的自动化程度,还可以节约大量的人力和资金,方便快捷,有较高的实用价值和经济价值。本文主要分为四个部分,第一部分介绍了GPRS的系统结构及工作原理,同时简述了TCP/IP网络技术原理,并且分析了TCP/IP在GPRS网络中的实现和改进;第二部分主要介绍应变电测法,分析了应变电测的原理以及测试方法;第叁部分对港口机械结构应力在线监测系统的硬件设施进行研究,分析了该系统的传感单元、采集单元和控制处理单元,主要讨论了数据的无线传输方案;第四部分对该系统的软件部分进行了编程开发,数据采集和Visual Basic开发的数据示波、处理和存储。本文研究成果对港口机械的在线监测提供了有益的参考和借鉴。
孟晓[4]2009年在《面向水环境监测的WSN网关与交互系统设计》文中认为水环境监测是水资源管理与保护的重要手段,我国水资源紧缺、水污染严重,如何高效、实时地获取水环境参数,研究开发水环境监测新方法,已成为水环境管理与保护的一项重要任务。本文在国家九七叁课题的资助下,认真研究国内外相关技术发展现状,提出了一套面向水环境监测的无线传感器网络(以下简称WSN)网关与交互系统的设计方法,可以应用于水环境传感数据的远程传输,具有高效、稳定、可靠的特点。在综合考虑WSN网关性能、功耗、成本等基础上,本文采用当前流行的ARM系列微处理器芯片LPC2106,结合GPRS模块MC39i与其他外部电路实现无线传感器网络网关的硬件设计。采用嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,TCP/IP协议栈LwIP构建网关软件开发平台,设计多任务的划分方法与具体实现,实现了利用GPRS模块进行数据的可靠传输以及链路维护与节能休眠等功能。针对水环境监测中数据的突发性强、流量不稳定、单包数据量小等特点并充分考虑无线网络带宽,设计了一种具有改进型Nagle算法的TCP协议。通过仿真和实验验证了该改进算法在保证传输可靠性的同时,可以明显提高无线信道的利用率并可大幅降低系统能耗。本文的最后介绍了水环境监测交互系统的VC6.0下设计方法,通过网络通信、数据解析、界面显示等模块的协同工作使系统实现了远程无线传感器网络信息的界面化实时显示。系统利用ADO技术实现了数据库相关模块的设计,为使用者的数据维护工作提供了便利,同时提高了系统的安全性。
赵春芬[5]2003年在《移动因特网中基于移动IP的TCP性能研究》文中指出移动计算机的广泛应用推动了人们对移动计算机无线接入的研究，即对移动因特网的研究。移动IP是一种全球因特网上提供移动功能的网络层解决方案，它简单、可扩展，得到学术界的普遍认可。 移动IP中存在的一个重要问题就是叁角路由，它带来了网络花费和性能问题。论文首先分析了两种移动IP路由优化技术——ROMIPv4和MIPv6，并通过仿真对其性能进行分析和比较。 移动IP中存在的另外一个问题就是：移动环境下TCP性能下降。论文通过仿真分析了移动IP切换造成TCP性能下降的原因，说明为了更好的满足用户需求，移动IP和TCP需要做进一步改进。 论文的第六章分叁类阐述了现有的移动环境下TCP性能改进方案；之后提出了一种端到端的基于ROMIPv4的TCP改进方案一—TCP-BROMIPv4。这种方案利用ROMIPv4中的绑定更新消息以及新增的切换警告消息，调整发送TCP在移动节点切换过程中的操作。采用网络仿真工具NS2对TCP-BROMIPv4进行仿真，仿真结果表明：移动环境下TCP-BROMIPv4协议较传统的TCP协议在TCP性能上有了显着的改善。 移动环境下的TCP性能以及各种TCP改进方案在移动IP扩展协议下的性能还有待进一步研究，以便最终实现用户在网络间平滑切换，所进行的应用不中断，移动节点在网络切换过程中TCP性能对用户透明这一目的。
李炳蔚[6]2010年在《SCWS卡远程管理服务器关键技术研究》文中研究说明SCWS(Smart card web server)卡是下一代内置web server的SIM卡,它可以提高用户的使用体验并实现更多的增值业务功能。SCWS卡远程管理服务器负责对SCWS卡进行远程管理,通过向卡中传输各种数据和命令,实现SCWS卡的增值业务功能。本文以OMA的SCWS规范为基础,对SCWS卡远程管理服务器的关键技术进行了深入分析和研究,针对数据传输和安全方面存在的一些不足之处,提出了相应的解决方案和改进意见,并通过实验验证了这些方案和改进的有效性。本文首先对传输协议进行了研究,针对TCP和UDP协议在有线和无线环境下的性能差异,提出了TCP/UDP协议的选择机制,并采用Opnet软件仿真测试了TCP和UDP协议的传输性能,验证了该选择机制的有效性。该机制可以使服务器根据实际情况选择最合适的传输协议,以提高数据传输性能。在安全协议方面,针对PSK-TLS握手协议在安全方面的不足,本文对其进行了改进,通过对握手时传输的关键信息进行加密,实现了PFS(完全前向保密)；并利用OpenSSL软件包,设计实现了PSK-TLS协议的通信过程,实验结果证明改进后的PSK-TLS协议的安全性得到改善,但握手效率变化不大,达到了安全和效率的兼顾。同时,针对PSK-TLS记录协议需要基于可靠传输通道的安全性要求,本文引入UDP+CAT_TP模式,保证了PSK-TLS协议的安全实施。最后,本文结合PSK预共享密钥技术,提出了基于SCWS卡的OTP动态口令身份认证方案,该方案可以提高身份认证的安全性,是对安全协议的有效补充。
巫凌云[7]2004年在《TCP协议在移动设备上的优化设计与实现》文中研究表明随着Internet技术和无线数据通信技术的不断发展,无线互联网接入成为新的热点。使用PDA和智能手机等移动设备来访问Internet则是无线互联网接入比较典型的应用模式。由于TCP协议软件最初的设计思路并没有考虑到无线网络和移动设备的特性,在使用移动设备访问互联网上的资源时,TCP的性能表现在吞吐量和能耗等方面均不令人满意。本课题设计完成的TCP协议软件的优化设计可在一定程度上弥补这个问题,通过对TCP协议软件的拥塞控制机制的改进,包括在拥塞避免阶段降低发送报文的频率,使用TCP头部的时间戳选项,来判断丢包的类型和当前是否错误的进入了错误恢复阶段,最终实现提高TCP的性能,同时降低移动设备功耗的目的。本论文首先简单介绍TCP协议的基本原理和目前最常用的TCP协议软件Reno,然后介绍了使用移动设备进行互联网接入的方式和特点,然后提出了对TCP协议软件进行的优化设计,并着重介绍了拥塞避免机制和丢包检测机制的优化。最后介绍了通过在安装Windows操作系统的PC上连接GPRS无线模块而建立的移动设备模拟环境,并在该模拟环境下对优化后的TCP协议软件进行调试和测试。测试表明,优化后的TCP协议的有效吞吐量可提高20%至30%。
杨帅[8]2007年在《车辆监控系统的数据传输及安全性研究》文中提出M2M(Machine to Machine)通信是近几年来新兴的通信技术,它是一种在现有的移动通信、IP网络技术平台上实现非IT(Intelligent)及其设备系统与各种IT系统进行通信的技术。本文针对一种特定的M2M通信系统——车辆监控系统,深入研究了系统数据通信中的两个关键问题——数据通信吞吐率及传输安全性保障,并分别提出了解决方案,本文所做主要工作如下:1.研究了M2M通信的发展现状、M2M通信系统的五个重要技术及通信所需具备的条件。分析了车辆监控系统这种特定的M2M通信系统在数据传输方面存在的两个问题——数据通信吞吐率和传输安全性保障,提出了解决问题的总体思路。2.提出从优化cdma2000 1x网络的角度来解决系统数据通信吞吐率问题,使用cdma2000 1x网络优化方案——TCP协议在无线链路层的解决机制来优化网络。针对此机制的不足,通过分析RTO及RLP重传次数之间的关系,提出了一种自适应的TCP无线链路层解决机制,并在车辆监控系统通信模块——CDMA无线通信模块的链路层实现了此机制,通过了系统的测试。3.对车辆监控系统通信网络的传输安全性进行了研究,提出了在无线网络和有线网络分别实施安全策略的思路。采用模块化设计思想,在CDMA无线通信模块上实现了SSL协议,保证了数据在无线网络中的安全传输。上述工作的完成,很好的解决了以cdma2000 1x分组网通信的M2M数据通信问题,并为以其他无线通信网诸如GPRS,WLAN等通信的M2M通信系统提供了解决数据通信问题的参考依据。
薄凯[9]2009年在《基于GPRS的车载无线通信系统设计及传输性能优化》文中研究说明本文在研究并分析了当前智能交通系统中无线通信终端的发展和使用情况的基础上,设计了一种基于当前GPRS网络的车载无线通信终端系统。该系统使用ARM7微处理器,提升了该终端的性价比。通过移植嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,保证了终端使用的实时性。在终端中移植了轻量级TCP/IP协议栈LwIP,增强了该系统的网络应用性。在完成硬件设计和软件开发和移植后,该终端在测试中具有良好的性能,达到了项目开始时设计的要求。针对在短时间内接发大量数据时,存在丢失数据的问题,在分析了各种可能的因素后,锁定在通过改进无线链路传输层协议来改善无线网络数据传输性能。由于传统TCP认为丢包是因为网络拥塞而非无线环境的高丢包率造成的,进而启动慢启动等拥塞控制机制,从而影响了网络吞吐量,使数据传输效率大为降低。本文在深入了解各种改善无线网络TCP性能的经典算法的基础上,通过改进基于分段连接解决方案的snoop算法,来提高无线网络的传输性能。通过网络模拟软件NS-2的仿真模拟,得到了比较好的结果。
王义锋[10]2006年在《基于GPRS的变电站远程在线监测系统的设计和实现》文中研究指明近年来,电力系统的设备检修,已逐渐从定期停电方式的离线检修,过渡到在线监测和状态检修。目前的在线监测系统,主要是采用通讯电缆就地连接监测单元,以实现数据传输。由于监测现场的环境复杂多样,比如偏远地区、或者监测点分散等情况,使得某些环境下不方便布设线缆,或者费用过于昂贵。因此可以考虑,采取无线方式实现数据传输。本文分析了电网系统中在线监测的需求和数据流特点,设计和实现了基于GPRS的远程在线监测系统。系统采用C/S架构,由服务器集中控制多种监测单元,为用户提供统一的监测终端。监测单元配置一台GPRS数据传输设备,通过GPRS无线网络接入Internet,将监测数据上传到服务器,实现了无线连接的远程监测。考虑GPRS通讯和在线监测的特点,在传输层使用UDP协议使得系统响应速度更快,运行费用更低;自定义的应用层协议,很好地满足了多种监测终端、多种功能指令、以及传输可靠性的需求。考虑到多监测点带来的并发请求的问题,服务器软件的实现结合VB特点,按照重复服务器的理论,采用异步Socket技术实现。实现中将服务器软件分为两个进程,分别负责监听客户端和监测端,既有利于系统的升级和扩展、又提高了服务器的效率;进程间通讯通过基于Windows消息机制的子类技术实现。对于服务器的性能,从效率与平均响应时间两方面,验证了服务器设计的合理性。最后对服务器软件中的主要流程,进行了详细的设计和描述。设计中充分考虑了系统的扩展性,数据传输的可靠性、正确性,响应快速性以及运行的经济性等因素。在实现中,通过分析比较各种软件技术,针对系统特点,选用最适合的技术方案。该系统作为一个完整的产品,已经投放到市场,产生了一定经济效益(参见附录C)。其设计模型,对于其他领域的应用,也有借鉴价值。
参考文献：
[1]. GPRS环境下TCP协议的性能分析与改进[D]. 杜吉荣. 浙江大学. 2002
[2]. 基于T/TCP协议构建无线嵌入式WEB服务器[D]. 高显明. 湖南大学. 2009
[3]. 基于无线网络的港口机械结构应力在线监测系统研究[D]. 刘元平. 武汉理工大学. 2008
[4]. 面向水环境监测的WSN网关与交互系统设计[D]. 孟晓. 大连理工大学. 2009
[5]. 移动因特网中基于移动IP的TCP性能研究[D]. 赵春芬. 西南交通大学. 2003
[6]. SCWS卡远程管理服务器关键技术研究[D]. 李炳蔚. 北京邮电大学. 2010
[7]. TCP协议在移动设备上的优化设计与实现[D]. 巫凌云. 电子科技大学. 2004
[8]. 车辆监控系统的数据传输及安全性研究[D]. 杨帅. 解放军信息工程大学. 2007
[9]. 基于GPRS的车载无线通信系统设计及传输性能优化[D]. 薄凯. 天津大学. 2009
[10]. 基于GPRS的变电站远程在线监测系统的设计和实现[D]. 王义锋. 国防科学技术大学. 2006
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