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随着新一代宽带移动通信网络标准——3GPP LTE的迅速发展和商用,TCP协议有着广阔的应用前景。但由于现有的TCP拥塞控制机制与LTE网络基站MAC层无线资源调度算法的相互影响,TCP在LTE网络上的性能并不理想。现有的TCP拥塞控制机制源自有线网络,没有考虑基站MAC层调度带来的虚假超时问题,影响了TCP协议在LTE系统上的传输性能。而同时,现有的LTE网络基站MAC层资源调度算法忽略了拥塞控制机制引起的TCP数据包时延特性,导致对LTE网络上TCP数据的调度性能不佳。本文对3GPP LTE网络上TCP拥塞控制机制和MAC层资源调度算法进行联合优化,解决两者相互影响带来的问题,提高TCP在LTE网络上的性能。本文提出了针对LTE网络的跨层优化TCP拥塞控制方法TCP-MAC-CW,由MAC层和TCP共同解决TCP虚假超时问题。在本文的TCP-MAC-CW方法中,MAC层提供超时信息,TCP层识别出虚假超时后调整数据速率,从而避免系统性能损失,保证MAC层稳定工作。仿真结果表明,在保证用户公平性的同时,新方法可以有效解决虚假超时问题,提高用户实际吞吐量。针对现有的TCP拥塞控制机制,本文提出了LWADF资源调度算法,进一步提高TCP在LTE网络上的性能。本文提出的LWADF算法将用户MAC层数据队列中的TCP数据包时延进行加权平均,通过选择合适的权重,准确衡量用户TCP数据包的整体时延情况。LWADF根据数据包的整体时延合理调度用户的TCP数据,从而提高TCP数据调度性能。仿真结果表明,在保证用户公平性的同时,本文提出的LWADF算法能够有效减小TCP虚假超时发生的频率,提高用户实际吞吐量。最后,本文建立了3GPP LTE系统仿真平台,实现了LTE协议各层的仿真模型。本文在此平台上对上面两种新方法进行了仿真及分析,并完成了LTE网络其他相关优化工作。本文的工作能够提高TCP在LTE网络上的性能,具有较高的研究意义和实际应用价值。