数据包的无线传输跨层优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据包的无线传输跨层优化方法及装置。通过PDCP层判断数据包的RLC层模式是AM时，并且在TCP层RTO值的近似时间之内，PDCP层判断没有收到RLC层所发送的该数据包的ACK时，构造所述数据包的ACK并传送给所述TCP层，从而避免TCP层调用拥塞控制所引起的数据发送速率的不必要降低，吞吐量下降，时延加大，以及造成数据发送速率的较大波动，和严重浪费带宽资源等的技术问题。提高了无线网络数据传输的稳定性，优化了网络状态，并确保了对现有网络环境的兼容性。

Cross layer optimization method and device for wireless transmission of data packet

The invention discloses a wireless transmission cross layer optimization method and a device for data packets. To determine the packet RLC layer mode is AM through the PDCP layer, TCP layer and within the approximate time of RTO, PDCP and determine the ACK has not received the packet sent by the RLC layer when the structure of the ACK packet and send it to the TCP layer, TCP layer calls to avoid congestion control the data transmission rate of system caused by the unnecessary delay is reduced, throughput decreased, increased, and large fluctuation of the sending rate, technical problems and serious waste of resources such as bandwidth. It improves the stability of wireless network data transmission, optimizes the network status and ensures the compatibility of the existing network environment.

【技术实现步骤摘要】
数据包的无线传输跨层优化方法及装置
本专利技术涉及无线通信传输性能和控制
，尤其涉及一种数据包的无线传输跨层优化方法及装置。
技术介绍
传输控制协议(TransmissionControlProtocol，TCP)原本是为小于10-8误比特率的有线网络设计的。对于有线网络而言，数据包丢失的主要原因是由于网络拥塞所造成的，而因为链路出错而导致的报文丢失极为罕见。而无线网络中除了网络拥塞引起数据丢失外，无线链路错误同样也会导致数据的丢失。因为在无线网络系统中，常常由于无线信道环境的变化，小区负载的变化，小区切换，信道突发干扰以及用户的移动性等等原因导致无线链路出错而造成报文丢失，即能够提供误比特率在10-6的无线信道有时都比较困难，更何况小于10-8误比特率。由于TCP协议根据重复应答或超时来推断数据的丢失，因此当数据的丢失是链路错误所致时，如若仍调用TCP拥塞控制，会引起数据发送速率的不必要降低，吞吐量下降，时延加大等。另外，TCP拥塞控制将会造成数据发送速率的较大波动，带宽利用率不是很高。并且这种较大的速率波动也不利于无线网络中往返时延的估计。此外，TCP拥塞控制还包括快速重传，而实际上此时空口协议层的ARQ(AutomaticRepeatreQuest，自动重传请求)和HARQ(HybridAutomaticRepeatreQuest，混合自动重传请求)与应用层存在冗余数据，因此这将严重浪费带宽资源并降低网络系统的有效吞吐量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种数据包的无线传输跨层优化方法及装置，旨在解决由于无线链路出错而造成报文丢失所导致的TCP层调用拥塞控制，引起数据发送速率的不必要降低，吞吐量下降，时延加大，以及造成数据发送速率的较大波动，带宽利用率高，和严重浪费带宽资源的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供的一种数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，包括：PDCP(PacketDataConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议)层接收TCP层所发送的数据包并转发给RLC(RadioLinkControlProtocol，无线链路控制协议)层；当所述PDCP层判断所述数据包的所述RLC层的模式是AM(AcknowledgedMode，确认模式)时，并且当在所述TCP层RTO(RetransmissionTimeout，重传超时时间)值的近似值D之内，所述PDCP层判断没有收到所述RLC层所发送的所述数据包的ACK(Acknowledge，返回确认)时，构造所述数据包的ACK并传送给所述TCP层。优选地，所述PDCP层接收所述TCP层所发送的所述数据包并转发给所述RLC层的步骤之前还包括：计算所述TCP层RTO值的所述近似值D；所述近似值D的计算公式为：D＝r*RTO，其中，所述RTO值是由所述PDCP层根据历史数据包的RTT(RoundTripTime，回环响应时间)值来计算的，所述r大于0并小于1。优选地，所述PDCP层计算所述历史数据包的RTT值的计算公式为：RTT＝2*T2+T4；T2＝T1–T0；T4＝T3–T1；其中，所述T0是当所述TCP层向所述PDCP层发送所述历史数据包时，在所述历史数据包内添加的所述TCP层发送所述历史数据包时的时间戳；所述T1是所述历史数据包到达所述PDCP层的时间；所述T3是所述PDCP层接收到所述历史数据包的所述ACK的时间。优选地，所述RTO值是对所述RTT值进行光滑化处理所得到的。优选地，对所述RTT值进行光滑化处理得到所述RTO值的计算公式为：RTO＝RTTs+4*RTTd；RTTs＝(1-a)*RTTs_old+a*RTT；RTTd＝(1-b)*RTTd_old+b*|RTT–RTTs|；其中，所述RTTs为当前的光滑RTT值，所述RTTs_old为历史光滑RTT值，所述RTTd为当前的RTT平均偏差值，所述RTTd_old为历史RTT平均偏差值；所述a大于0并小于1，所述b大于0并小于1。优选地，所述TCP层通过定时器定时检测在所述TCP层RTO值的近似值D之内是否收到所述RLC层所发送的所述数据包的所述ACK。本专利技术进一步提供一种数据包的无线传输跨层优化装置，其特征在于，包括：接收转发单元，用于接收TCP层所发送的数据包并转发给RLC层；判断构造单元，用于当判断所述数据包的所述RLC层的模式是AM时，并且当在所述TCP层RTO值的近似时间D之内，判断没有收到所述RLC层所发送的所述数据包的ACK时，构造所述数据包的ACK并传送给所述TCP层。优选地，所述装置还包括：计算单元，用于计算所述TCP层RTO值的近似值D；所述近似值D的计算公式为：D＝r*RTO，其中，所述RTO值是由所述PDCP层根据历史数据包的RTT值来计算的，所述r大于0并小于1。优选地，所述计算单元，还用于计算所述历史数据包的RTT值；所述历史数据包的RTT值的计算公式为：RTT＝2*T2+T4；T2＝T1–T0；T4＝T3–T1；其中，所述T0是当所述TCP层向PDCP层发送所述历史数据包时，在所述历史数据包内添加的所述TCP层发送所述历史数据包时的时间戳；所述T1是所述历史数据包到达所述PDCP层的时间；所述T3是所述PDCP层接收到所述历史数据包的所述ACK的时间。优选地，所述计算单元，还用于对所述RTT值进行光滑化处理得到所述RTO值。优选地，所述计算单元对所述RTT值进行光滑化处理得到所述RTO值的计算公式为：RTO＝RTTs+4*RTTd；RTTs＝(1-a)*RTTs_old+a*RTT；RTTd＝(1-b)*RTTd_old+b*|RTT–RTTs|；其中，所述RTTs为当前的光滑RTT值，所述RTTs_old为历史光滑RTT值，所述RTTd为当前的RTT平均偏差值，所述RTTd_old为历史RTT平均偏差值；所述a大于0并小于1，所述b大于0并小于1。优选地，所述装置还包括：计时器单元，用于所述TCP层通过定时器定时检测在所述TCP层RTO值的近似值D之内是否收到所述RLC层所发送的所述数据包的所述ACK。本专利技术通过PDCP层判断该数据包的RLC层的模式是AM时，并且在所述TCP层RTO值的近似时间D之内，PDCP层判断没有收到RLC层所发送的该数据包的ACK时，构造所述数据包的ACK并传送给所述TCP层，从而避免由于TCP层在RTO值的时间内未收到数据包的ACK而判断网络产生了拥塞，进而调用拥塞控制所引起的数据发送速率的不必要降低，吞吐量下降，时延加大，以及造成数据发送速率的较大波动，和严重浪费带宽资源等的技术问题。达到了提高了无线网络数据传输的稳定性的技术效果。并且可以在PDCP层精确的估算出TCP层的RTT值，进而得到一个与TCP层RTO值非常近似的RTO值。以及通过对RTT值的光滑化处理，可以避免由于无线链路出现的错误所造成的在较短的时间间隔内计算所得RTT值的波动，进而避免由RTT值计算所得的RTO值的波动所导致的数据包的不必要的重发，提高了数据传输的稳定性，优化了网络状态。并且，由于上述处理步骤均是在PDCP层进行处理的，因此不需要对TCP层和RLC层协议接口进行改动，确保了该方法以及装置对现有网络环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，包括：分组数据汇聚协议PDCP层接收传输控制协议TCP层所发送的数据包并转发给无线链路控制协议RLC层；当所述PDCP层判断所述数据包的所述RLC层的模式是确认模式AM时，并且当在所述TCP层重传超时时间RTO值的近似值D之内，所述PDCP层判断没有收到所述RLC层所发送的所述数据包的返回确认ACK时，构造所述数据包的ACK并传送给所述TCP层。

【技术特征摘要】
1.一种数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，包括：分组数据汇聚协议PDCP层接收传输控制协议TCP层所发送的数据包并转发给无线链路控制协议RLC层；当所述PDCP层判断所述数据包的所述RLC层的模式是确认模式AM时，并且当在所述TCP层重传超时时间RTO值的近似值D之内，所述PDCP层判断没有收到所述RLC层所发送的所述数据包的返回确认ACK时，构造所述数据包的ACK并传送给所述TCP层。2.根据权利要求1所述的数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，所述PDCP层接收所述TCP层所发送的所述数据包并转发给所述RLC层的步骤之前还包括：计算所述TCP层RTO值的所述近似值D；所述近似值D的计算公式为：D＝r*RTO，其中，所述RTO值是由所述PDCP层根据历史数据包的回环响应时间RTT值来计算的，所述r大于0并小于1。3.根据权利要求2所述的数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，所述PDCP层计算所述历史数据包的RTT值的计算公式为：RTT＝2*T2+T4；T2＝T1–T0；T4＝T3–T1；其中，所述T0是当所述TCP层向所述PDCP层发送所述历史数据包时，在所述历史数据包内添加的所述TCP层发送所述历史数据包时的时间戳；所述T1是所述历史数据包到达所述PDCP层的时间；所述T3是所述PDCP层接收到所述历史数据包的所述ACK的时间。4.根据权利要求3所述的数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，所述RTO值是对所述RTT值进行光滑化处理所得到的。5.根据权利要求4所述的数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，对所述RTT值进行光滑化处理得到所述RTO值的计算公式为：RTO＝RTTs+4*RTTd；RTTs＝(1-a)*RTTs_old+a*RTT；RTTd＝(1-b)*RTTd_old+b*|RTT–RTTs|；其中，所述RTTs为当前的光滑RTT值，所述RTTs_old为历史光滑RTT值，所述RTTd为当前的RTT平均偏差值，所述RTTd_old为历史RTT平均偏差值；所述a大于0并小于1，所述b大于0并小于1。6.根据权利要求1至4任一项所述的数据包的无线传输跨层优化方法，其特征在于，所述TCP层通过定时器定时检测在所述TCP层RTO值的所述近似值D之内是否收到所述RLC...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚忻，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44