在高速移動通信網絡中的傳輸控制協議流控制方法
2023-10-08 07:06:39 2
專利名稱：在高速移動通信網絡中的傳輸控制協議流控制方法
技術領域：
本發明涉及在移動通信網絡中的TCP(傳輸控制協議)數據傳輸，且具體地說涉及，在進行手動短路/越區切換的高速移動通信網絡中的數據傳輸的TCP流控制方法。
背景技術：
TCP(傳輸控制協議)與IP(網際網路協議)一起用於在網際網路上的計算機之間傳送消息類型的數據。在IP基本控制數據傳送的同時，TCP查詢和管理數據分組。
在下面說明這樣的TCP通信網絡的連接方法。如PC(個人計算機)的有線通信終端用戶一般使用連接到網際網路的SLIP(串行協議)或PPP(點對點協議)。相反，移動通信終端使用移動通信網絡提供的PPP與伺服器通信。而且，考慮到這個TCP通信網絡的特性，在為了通過有線網絡與伺服器通信而使用有線通信終端時，幾乎不發生錯誤，並且無大波動地發生延遲，相反，在使用移動通信終端時，由於在不穩定的信道環境和小區之間的越區切換(或者手動短路，下文中稱為「越區切換)很頻繁地發生錯誤和以很大的波動發生延遲。
但是，近來，伺服器的TCP層不管這些有線和移動通信終端的特徵使用相同的方法，來控制每個終端的傳送速度。
在控制傳送速度的這個方法中，TCP使用在傳送多個分組後等待確認信號ACK的「Go back N scheme(返回N方案)」方法。根據這個方法，發送側(源)確定傳送速度。用包括在ACK中的各個序號傳送所有的分組。無論何時收到ACK，發送側記錄每個RTT(往返時間)和增加傳送速度為它兩倍的值。然而，傳輸量不能夠超過接收側(目的地)的緩存器的容量。
在由於一定原因(如損失，延遲跳動等)錯誤地傳送分組時，能夠通過以下兩種方法調整傳送速度。
第一，使用避免擁堵方法調整傳送速度。圖2是根據現有技術的TCP流控制流程圖，示出該避免擁堵方法。如圖所示，發送側向接收側傳送分組，並且基於該分組的RTT設定計時器(S51)。然後，發送側檢查RTO(重發超時)(S53)。在設定時間內沒接收到ACK(S57)時，每次超時則發送側進行重發並將傳送速度減小到當前值的一半(S55)。
第二，使用快速重發方法調整傳送速度。在該方法中，雖然在接收相同的ACK時計時器未到截止時間，但是發送側立即進行重發。
近來，在高速移動通信網絡中實際能夠傳輸的傳送速度在良好的無線信道環境具有較高的值。但是，不能夠將高速通信的輔助信道分配在作為越區切換區域的通信汙染(pollution)區中。結果，在移動通信終端從伺服器接收數據時，大量的TCP數據分組不能夠被發送到在進行越區切換的通信汙染區中的移動通信終端，而如圖3所示在基站的隊列中堆積。
在高速傳輸中，移動通信終端偏離進行越區切換的區域的時間比基於記錄的RTT設定的發送側的超時長，這使得從發送側重發。結果，如圖3所示，相同的分組重疊以等待其傳輸。
在這樣的現有技術的移動通信網絡中，在移動通信終端偏離進行越區切換的通信汙染區時，對傳送速度沒有影響的分組被發送到移動通信終端，引起無線信道的耗費，和移動通信終端的實際傳送速度的降低。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種通過識別移動通信終端和有線通信終端，來使用不同方案的TCP(傳輸控制協議)流控制方法。
為實現這些和其他優點，根據本發明的目的，如在此具體地和廣泛地所述的，提供一種TCP流控制方法，其包括確定有線或移動通信終端的哪種終端連接到伺服器，和根據所述確定，通過採用不同的避免擁堵方案來控制傳送速度。
優選地，使用TCP分組的選項欄位實現所述確定。
優選地，在伺服器連接到有線通信終端時，通過常規的避免擁堵方案控制所述傳送速度，而在伺服器連接到移動通信終端時，不同地通過移動避免擁堵方案來控制傳送速度。
優選地，使用第一RTO(重發超時)和第二RTO控制傳送速度，所述第一和第二RTO是基於根據高速傳送速度和低速傳送速度測量的RTT(往返時間)設定的。
優選地，在第一和第二RTO之間接收ACK(確認信號)時，通過保持擁堵窗口來控制傳送速度。
優選地，在對第二RTO完全計數後接收ACK時，通過重發移動TCP分組和將擁堵窗口的大小減小到其一半，來控制傳送速度。
根據本發明另一實施例，提供一種TCP流控制方法，其包括識別在伺服器和有線或移動通信終端之間的連接，和在伺服器連接到移動通信終端時通過採用移動避免擁堵方案，來控制數據傳送速度。
根據本發明另一實施例，提供一種TCP流控制方法，其包括通過使用TCP分組的選項欄位識別移動和有線通信終端，其後通過採用關於移動和有線通信終端不同的避免擁堵方案控制傳送速度，和通過採用常規RTO(重發超時)與用於補償常規RTO的移動RTO一起控制避免擁堵的傳送速度。
通過結合附圖的本發明以下詳細說明，將使得本發明的上述和其他目的，特徵，方面和優點更明了。
為了進一步理解本發明包括在此的構成本說明書部分的
了本發明的實施例，並與文字說明一起解釋本發明的原理圖1是根據現有技術的通信網絡的示意圖；圖2是根據現有技術的避免擁堵處理方法的流程圖；圖3是在基站的隊列中累積的TCP分組的說明圖；圖4是根據本發明的TCP連接的示範圖；圖5是根據本發明的在高速移動通信終端中關於移動避免擁堵方案的TCP流控制方法的流程圖；和圖6是根據本發明的進一步包括移動選項欄位的TCP分組格式的示意圖。
具體實施例方式
現在詳細說明在附圖中示出的本發明的優選實施例。
本發明能夠具體表現為能夠執行TCP數據通信的移動通信終端。然而，本發明可以另外應用到根據其他規範工作的無線通信系統。
在本發明中，當在移動通信終端和伺服器之間的分組傳輸期間發生錯誤時，通過採用移動避免擁堵方案適當控制TCP流，結果在進行越區切換時防止耗費無線資源和提高傳送速度。因此，本發明集中於以下事實，即使用TCP分組的移動選項欄位能夠識別移動TCP分組。
圖4是本發明TCP的連接的示範圖。如圖所示，伺服器43的TCP識別移動通信終端41和有線通信終端42，以便分別使用不同的方法控制TCP流。
如其實施例，在使用由預定字節(如4個字節)構成的TCP分組的選項欄位識別移動通信終端41和有線通信終端42後，執行這兩種終端41和42的不同的避免擁堵的控制過程。具體地，在控制移動通信終端41和伺服器43之間的TCP流時，執行關於移動避免擁堵的控制過程。為此，O-RTO(常規重發超時)和用於補償O-RTO的M-RTO(移動重發超時)被應用於移動避免擁堵控制過程。
圖5是根據本發明的關於移動避免擁堵的TCP流控制方法的流程圖。圖6是根據本發明的進一步具有移動選項欄位的TCP分組格式的示意圖。
如圖5和6所示，在伺服器連接到終端時(S10)，通過使用在圖6中示出的TCP分組格式中的移動選項欄位，識別移動通信終端或有線通信終端中的哪種終端連接到伺服器(S20)。根據步驟S20，在傳輸分組時發生一定錯誤時(如損失，延遲波動等)，通過採用分開的單獨的避免擁堵方案能夠控制傳送速度。即，在伺服器連接到有線通信終端時，能夠採用圖2所示的現有技術的避免擁堵方案控制傳送速度(S40和S50)。相反，在伺服器連接到移動通信終端時，能夠通過採用移動避免擁堵方案控制傳送速度(S30和S100)。
下面詳細說明步驟S100。發送側(伺服器或移動通信終端)向接收側(移動通信終端或伺服器)發送TCP分組，和設定O-RT(常規重發計時器)(S110)。將ORT的O-RTO(常規重發超時)設定到基於與典型方法中相同的RTT的值。此時，在O-RT的設定時間O-RTO內從接收側接收ACK時(S120和S160)，移動通信終端處於對其分配高速通信的輔助信道的狀態。換句話說，移動通信終端41連接到伺服器43，以便進行高速通信。因此，擁堵窗口增大到兩倍，從而增加數據傳送速度。
但是，在O-RT的設定的時間O-RTO內ACK信號未到達發送側時，移動通信終端41處在位於進行越區切換的通信汙染區中的狀態中，且因此，考慮為移動通信終端連接到伺服器43。因此，這個狀態表示，伺服器43僅以低速與移動通信終端41通信。其結果，發送側不重發該分組，而是設定M-RT(移動重發計時器)(S130)。將M-RT的超時值M-RTO設定到基於在O-RTO內未接收到的延遲ACK的RTT的值。因此，當在M-RTO內在發送側未接收到ACK信號時(S140)，能夠通過重發該分組和將擁堵窗口cwnd的大小減小到其一半來控制數據傳送速度(S150)。然而，在每個O-RT和M-RT超時之間在發送側接收到ACK信號時，不調整擁堵窗口的大小(S190)。
如上所述，在對M-RT(移動重發計時器)的超時完全計數後進行分組重發，並且雖然對O-RT(常規重發計時器)超時完全計數，但不像在典型方法那樣立即進行分組重發。
其結果，使用上述方法控制TCP流，使得除去基本對移動通信網絡中的傳送速度基本上無影響的重發分組，從而改進通信網絡的效率。另外，在移動通信網絡中，保持擁堵窗口使得防止在移動通信終端41移動到越區切換區域時引起的傳送速度的急劇下降從而轉換到低速傳輸模式，並且也防止在移動通信終端41移動回到高速傳送速度區時的傳送速度緩慢增加。
作為參考，在低速傳送速度上，可以延遲重發以降低傳送速度。但是，在高速移動通信網絡中進行高速重發，以取得高的傳送速度，從而防止缺陷。
如上所述，通過取消在移動通信網絡中基本上對傳送速度沒有影響的重發分組，將通信網絡的效率提高，以顯著提高移動通信終端的傳送速度。
另外，在移動通信網絡中，它有利地防止在高速移動通信網絡中移動通信終端移動到越區切換區域中時引起的傳送速度的急劇下降從而轉換到低速傳輸模式的情況，並且它也有效地防止在移動回到高速傳送速度區時傳送速度緩慢增加。
因為在不脫離本發明的精神和本質特徵的情況下，其可以具體表現為多種形式，應該理解除非特別說明，上述的實施例不由任意前述描述的細節所限制，而是應該在附加的權利要求中定義的精神和範圍內被廣泛的理解，並且因此，所有在權利要求範圍，或範圍的等效物內的修改和變更都意在被附加的權利要求所包括。
權利要求
1.一種在高速移動通信網絡中的TCP(傳輸控制協議)流控制方法，其包括確定有線或移動通信終端的哪種終端連接到伺服器；和根據所述確定，通過採用不同的避免擁堵方案來控制傳送速度。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述確定是使用TCP分組的選項欄位執行的。
3.如權利要求1所述的方法，其中，該傳送速度在伺服器連接到有線通信終端時通過常規的避免擁堵方案來控制，而在伺服器連接到移動通信終端時由移動避免擁堵方案來控制。
4.如權利要求1所述的方法，其中，該傳送速度在伺服器連接到移動通信終端時使用第一和第二RTO(重發超時)來控制，所述第一和第二RTO是基於根據高速傳送速度和低速傳送速度測量的RTT(往返時間)設定的。
5.如權利要求4所述的方法，其中，該第一RTO是基於以高速傳送速度測量的RTT設定的。
6.如權利要求4所述的方法，其中，該第二RTO是基於以進行越區切換的低速傳送速度測量的RTT設定的。
7.如權利要求1所述的方法，其中，該傳送速度通過在第一RTO和第二RTO之間接收ACK(確認信號)時保持擁堵窗口來控制。
8.如權利要求1所述的方法，其中，該傳送速度是通過在對第二RTO完全計數後接收ACK時，重發移動TCP分組和將擁堵窗口的大小減小到其一半來控制的。
9.一種在高速移動通信網絡中的TCP(傳輸控制協議)流控制方法，其中識別有線或移動通信終端的哪種終端連接到伺服器，並因此在伺服器連接到移動通信終端時，通過採用移動避免擁堵方案來控制數據傳送速度。
10.如權利要求9所述的方法，其中，該連接是使用TCP分組的選項欄位識別的。
11.如權利要求9所述的方法，其中，該傳送速度是使用基於根據高速傳送速度和低速傳送速度測量的RTT(往返時間)設定的第一和第二RTO(重發超時)來控制的。
12.如權利要求9所述的方法，其中，該傳送速度是通過在第一RTO和第二RTO之間接收ACK(確認信號)時保持擁堵窗口來控制的。
13.如權利要求9的方法，其中，該傳送速度是通過在對第二RTO完全計數後接收ACK時重發移動TCP分組和將擁堵窗口的大小減小到其一半來控制的。
14.一種在高速移動通信網絡中的TCP(傳輸控制協議)流控制方法，其包括使用TCP分組的選項欄位識別有線和移動通信終端，其後通過採用關於有線和移動通信終端的不同的避免擁堵方案來控制傳送速度；和採用常規RTO(重發超時)與用於補償常規RTO的移動RTO，由此控制關於避免擁堵方案的傳送速度。
15.如權利要求14所述的方法，其中，該移動RTO被設定為基於在常規RTO內未接收到的延遲的確認信號的RTT(往返時間)的值。
16.如權利要求14所述的方法，其中，在對移動重發計時器的超時完全計數後進行所述重發，並且雖然對常規重發的計時器的超時完全計數，不立即進行所述重發。
17.如權利要求14所述的方法，其中在第一步驟，在產生與伺服器的連接時使用TCP分組的選項欄位識別移動通信終端和有線通信終端。
全文摘要
提供在移動通信網絡中的數據傳輸，更為具體的是，在執行手動短路/越區切換的高速移動通信網絡中數據傳輸的TCP流控制方法，它集中在以下方面，使用TCP分組的移動選項欄位識別移動TCP分組，所述方法包括確定有線或移動通信終端的哪種終端連接到伺服器，和根據所述確定採用不同的避免擁堵方案來控制傳送速度。
文檔編號H04L1/16GK1767540SQ20051011848
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月28日 優先權日2004年10月29日
發明者李京珠 申請人:Lg電子株式會社