【技术实现步骤摘要】
一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法
[0001]本专利技术涉及网络通信领域,尤其是涉及一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法。
技术介绍
[0002]蓝牙(BLE)是一种低功耗的无线技术,可以在短距离内使用,使设备能够进行通信。传统的BLE设备大多隐藏在无线电网关后面,并依靠网关转换连接到互联网。最近有研究人员将TCP/IP协议栈和BLE协议栈集成起来,这样做的有如下的两个优势。1)互操作性:TCP/IP有助于BLE与传统的TCP/IP网络进行互操作,使用TCP大大简化了物联网网关设计。2)协议支持:广泛使用的物联网应用协议,如MQTT,ZeroMQ等,都建立在TCP协议上,从而BLE设备可以支持更多的上层协议和应用程序。
[0003]TCP
‑
over
‑
BLE协议栈的TCP与其他无线通信技术上的TCP相比,TCP有效吞吐量显著下降,BLE上的TCP设备仅达到BLE物理比特率的9.1%,远低于TCP
‑
over
‑
802
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法,其特征在于,包括以下步骤:1)在TCP/IP协议栈和BLE协议栈之间添加了一个额外的自适应层,构建新型的TCP/IP和BLE集成协议栈;2)在所述自适应层中设置BLE连接事件长度自适应机制,自适应地更新连接事件的容量;3)在所述自适应层中设置BLE连接维护机制,通过预取TCP层等待的数据包以维护连接事件;4)将添加有所述自适应层的TCP/IP和BLE集成协议栈,应用于BLE主设备和BLE从设备;5)判断BLE设备是否为从设备,若是,则所述自适应层取消BLE连接事件长度自适应机制的设置,若否,则忽略此步骤。2.根据权利要求1所述的一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法,其特征在于,所述步骤2)具体为:21)定义最大连接事件长度L
max
、实际连接事件长度L
act
以及它们的比值R
lu
;其中,最大连接事件长度L
max
为固定连接间隔内连接事件长度的上限,实际连接事件长度L
act
为连接事件实际发送的数据量大小,并且L
act
≤L
max
,R
lu
描述最大连接事件长度和事件连接事件长度的间隙,其值在0和1之间,通过调节最大的连接事件长度L
max
,使其接近L
act
,以提高TCP有效吞吐量;22)通过下式获得最大连接事件长度L
max
:其中,RTT为TCP数据包的往返时间,由所述自适应层包括的RTT估计方法获得,附加的0.2*L
act
用于减小参数更新的开销;23)通过下式获得实际连接事件长度L
act
:其中p
s
为当前BLE协议栈缓冲区中的数据包的大小,p
r
为由于链路质量差而重传的数据包的大小,r为每秒传输的有效载荷大小;24)通过下式获得BLE协议栈缓冲区中的数据包大小p
s
:p
s
=min(S
data
,S
snd
,S
ble
)
ꢀꢀꢀ
(4)其中S
data
为剩余要发送的数据包大小,S
snd
为TCP发送窗口限制的数据包大小,S
ble
为蓝牙协议栈限制的数据包大小;25)通过下式获得BLE由于链路质量差而重传的数据包大小p
r
:其中e为给定帧错误率(FER),通过在线学习的方法预测当前e的大小,所述是发送数据包p
s
总共需要发送的次数,通过下式获得:
所述为BLE发送方发送p
s
字节数据而需要发送的实际字节数据大小。3.根据权利要求2所述的一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法,其特征在于,所述步骤22)中自适应层包括的RTT估计方法包括:221)构建了一个等待时间表,记录每个数据包从进入缓冲区到离开的T
wdata
的持续时间;222)对于传出的包,首先使用跨层信息来判断它是否是ACK包,如果是,将根据其BLE控制器的状态来估计等待时间T
wack
;223)遍...
【专利技术属性】
技术研发人员:董玮,高艺,吕嘉美,李烨明,龚凯杰,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:
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