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CN1767540A - 在高速移动通信网络中的传输控制协议流控制方法 - Google Patents

在高速移动通信网络中的传输控制协议流控制方法 Download PDF

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CN1767540A
CN1767540A CNA2005101184821A CN200510118482A CN1767540A CN 1767540 A CN1767540 A CN 1767540A CN A2005101184821 A CNA2005101184821 A CN A2005101184821A CN 200510118482 A CN200510118482 A CN 200510118482A CN 1767540 A CN1767540 A CN 1767540A
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Abstract

提供在移动通信网络中的数据传输，更为具体的是，在执行手动短路/越区切换的高速移动通信网络中数据传输的TCP流控制方法，它集中在以下方面，使用TCP分组的移动选项字段识别移动TCP分组，所述方法包括确定有线或移动通信终端的哪种终端连接到服务器，和根据所述确定采用不同的避免拥堵方案来控制传送速度。

Description

在高速移动通信网络中的传输控制协议流控制方法
技术领域
本发明涉及在移动通信网络中的TCP(传输控制协议)数据传输，且具体地说涉及，在进行手动短路/越区切换的高速移动通信网络中的数据传输的TCP流控制方法。
背景技术
TCP(传输控制协议)与IP(互联网协议)一起用于在互联网上的计算机之间传送消息类型的数据。在IP基本控制数据传送的同时，TCP查询和管理数据分组。
在下面说明这样的TCP通信网络的连接方法。如PC(个人计算机)的有线通信终端用户一般使用连接到互联网的SLIP(串行协议)或PPP(点对点协议)。相反，移动通信终端使用移动通信网络提供的PPP与服务器通信。而且，考虑到这个TCP通信网络的特性，在为了通过有线网络与服务器通信而使用有线通信终端时，几乎不发生错误，并且无大波动地发生延迟，相反，在使用移动通信终端时，由于在不稳定的信道环境和小区之间的越区切换(或者手动短路，下文中称为“越区切换)很频繁地发生错误和以很大的波动发生延迟。
但是，近来，服务器的TCP层不管这些有线和移动通信终端的特征使用相同的方法，来控制每个终端的传送速度。
在控制传送速度的这个方法中，TCP使用在传送多个分组后等待确认信号ACK的“Go back N scheme(返回N方案)”方法。根据这个方法，发送侧(源)确定传送速度。用包括在ACK中的各个序号传送所有的分组。无论何时收到ACK，发送侧记录每个RTT(往返时间)和增加传送速度为它两倍的值。然而，传输量不能够超过接收侧(目的地)的缓存器的容量。
在由于一定原因(如损失，延迟跳动等)错误地传送分组时，能够通过以下两种方法调整传送速度。
第一，使用避免拥堵方法调整传送速度。图2是根据现有技术的TCP流控制流程图，示出该避免拥堵方法。如图所示，发送侧向接收侧传送分组，并且基于该分组的RTT设定计时器(S51)。然后，发送侧检查RTO(重发超时)(S53)。在设定时间内没接收到ACK(S57)时，每次超时则发送侧进行重发并将传送速度减小到当前值的一半(S55)。
第二，使用快速重发方法调整传送速度。在该方法中，虽然在接收相同的ACK时计时器未到截止时间，但是发送侧立即进行重发。
近来，在高速移动通信网络中实际能够传输的传送速度在良好的无线信道环境具有较高的值。但是，不能够将高速通信的辅助信道分配在作为越区切换区域的通信污染(pollution)区中。结果，在移动通信终端从服务器接收数据时，大量的TCP数据分组不能够被发送到在进行越区切换的通信污染区中的移动通信终端，而如图3所示在基站的队列中堆积。
在高速传输中，移动通信终端偏离进行越区切换的区域的时间比基于记录的RTT设定的发送侧的超时长，这使得从发送侧重发。结果，如图3所示，相同的分组重叠以等待其传输。
在这样的现有技术的移动通信网络中，在移动通信终端偏离进行越区切换的通信污染区时，对传送速度没有影响的分组被发送到移动通信终端，引起无线信道的耗费，和移动通信终端的实际传送速度的降低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种通过识别移动通信终端和有线通信终端，来使用不同方案的TCP(传输控制协议)流控制方法。
为实现这些和其他优点，根据本发明的目的，如在此具体地和广泛地所述的，提供一种TCP流控制方法，其包括：确定有线或移动通信终端的哪种终端连接到服务器，和根据所述确定，通过采用不同的避免拥堵方案来控制传送速度。
优选地，使用TCP分组的选项字段实现所述确定。
优选地，在服务器连接到有线通信终端时，通过常规的避免拥堵方案控制所述传送速度，而在服务器连接到移动通信终端时，不同地通过移动避免拥堵方案来控制传送速度。
优选地，使用第一RTO(重发超时)和第二RTO控制传送速度，所述第一和第二RTO是基于根据高速传送速度和低速传送速度测量的RTT(往返时间)设定的。
优选地，在第一和第二RTO之间接收ACK(确认信号)时，通过保持拥堵窗口来控制传送速度。
优选地，在对第二RTO完全计数后接收ACK时，通过重发移动TCP分组和将拥堵窗口的大小减小到其一半，来控制传送速度。
根据本发明另一实施例，提供一种TCP流控制方法，其包括：识别在服务器和有线或移动通信终端之间的连接，和在服务器连接到移动通信终端时通过采用移动避免拥堵方案，来控制数据传送速度。
根据本发明另一实施例，提供一种TCP流控制方法，其包括：通过使用TCP分组的选项字段识别移动和有线通信终端，其后通过采用关于移动和有线通信终端不同的避免拥堵方案控制传送速度，和通过采用常规RTO(重发超时)与用于补偿常规RTO的移动RTO一起控制避免拥堵的传送速度。
通过结合附图的本发明以下详细说明，将使得本发明的上述和其他目的，特征，方面和优点更明了。
附图说明
为了进一步理解本发明包括在此的构成本说明书部分的附图说明了本发明的实施例，并与文字说明一起解释本发明的原理：
图1是根据现有技术的通信网络的示意图；
图2是根据现有技术的避免拥堵处理方法的流程图；
图3是在基站的队列中累积的TCP分组的说明图；
图4是根据本发明的TCP连接的示范图；
图5是根据本发明的在高速移动通信终端中关于移动避免拥堵方案的TCP流控制方法的流程图；和
图6是根据本发明的进一步包括移动选项字段的TCP分组格式的示意图。
具体实施方式
现在详细说明在附图中示出的本发明的优选实施例。
本发明能够具体表现为能够执行TCP数据通信的移动通信终端。然而，本发明可以另外应用到根据其他规范工作的无线通信系统。
在本发明中，当在移动通信终端和服务器之间的分组传输期间发生错误时，通过采用移动避免拥堵方案适当控制TCP流，结果在进行越区切换时防止耗费无线资源和提高传送速度。因此，本发明集中于以下事实，即使用TCP分组的移动选项字段能够识别移动TCP分组。
图4是本发明TCP的连接的示范图。如图所示，服务器43的TCP识别移动通信终端41和有线通信终端42，以便分别使用不同的方法控制TCP流。
如其实施例，在使用由预定字节(如4个字节)构成的TCP分组的选项字段识别移动通信终端41和有线通信终端42后，执行这两种终端41和42的不同的避免拥堵的控制过程。具体地，在控制移动通信终端41和服务器43之间的TCP流时，执行关于移动避免拥堵的控制过程。为此，O-RTO(常规重发超时)和用于补偿O-RTO的M-RTO(移动重发超时)被应用于移动避免拥堵控制过程。
图5是根据本发明的关于移动避免拥堵的TCP流控制方法的流程图。图6是根据本发明的进一步具有移动选项字段的TCP分组格式的示意图。
如图5和6所示，在服务器连接到终端时(S10)，通过使用在图6中示出的TCP分组格式中的移动选项字段，识别移动通信终端或有线通信终端中的哪种终端连接到服务器(S20)。根据步骤S20，在传输分组时发生一定错误时(如损失，延迟波动等)，通过采用分开的单独的避免拥堵方案能够控制传送速度。即，在服务器连接到有线通信终端时，能够采用图2所示的现有技术的避免拥堵方案控制传送速度(S40和S50)。相反，在服务器连接到移动通信终端时，能够通过采用移动避免拥堵方案控制传送速度(S30和S100)。
下面详细说明步骤S100。发送侧(服务器或移动通信终端)向接收侧(移动通信终端或服务器)发送TCP分组，和设定O-RT(常规重发计时器)(S110)。将ORT的O-RTO(常规重发超时)设定到基于与典型方法中相同的RTT的值。此时，在O-RT的设定时间O-RTO内从接收侧接收ACK时(S120和S160)，移动通信终端处于对其分配高速通信的辅助信道的状态。换句话说，移动通信终端41连接到服务器43，以便进行高速通信。因此，拥堵窗口增大到两倍，从而增加数据传送速度。
但是，在O-RT的设定的时间O-RTO内ACK信号未到达发送侧时，移动通信终端41处在位于进行越区切换的通信污染区中的状态中，且因此，考虑为移动通信终端连接到服务器43。因此，这个状态表示，服务器43仅以低速与移动通信终端41通信。其结果，发送侧不重发该分组，而是设定M-RT(移动重发计时器)(S130)。将M-RT的超时值M-RTO设定到基于在O-RTO内未接收到的延迟ACK的RTT的值。因此，当在M-RTO内在发送侧未接收到ACK信号时(S140)，能够通过重发该分组和将拥堵窗口cwnd的大小减小到其一半来控制数据传送速度(S150)。然而，在每个O-RT和M-RT超时之间在发送侧接收到ACK信号时，不调整拥堵窗口的大小(S190)。
如上所述，在对M-RT(移动重发计时器)的超时完全计数后进行分组重发，并且虽然对O-RT(常规重发计时器)超时完全计数，但不像在典型方法那样立即进行分组重发。
其结果，使用上述方法控制TCP流，使得除去基本对移动通信网络中的传送速度基本上无影响的重发分组，从而改进通信网络的效率。另外，在移动通信网络中，保持拥堵窗口使得防止在移动通信终端41移动到越区切换区域时引起的传送速度的急剧下降从而转换到低速传输模式，并且也防止在移动通信终端41移动回到高速传送速度区时的传送速度缓慢增加。
作为参考，在低速传送速度上，可以延迟重发以降低传送速度。但是，在高速移动通信网络中进行高速重发，以取得高的传送速度，从而防止缺陷。
如上所述，通过取消在移动通信网络中基本上对传送速度没有影响的重发分组，将通信网络的效率提高，以显著提高移动通信终端的传送速度。
另外，在移动通信网络中，它有利地防止在高速移动通信网络中移动通信终端移动到越区切换区域中时引起的传送速度的急剧下降从而转换到低速传输模式的情况，并且它也有效地防止在移动回到高速传送速度区时传送速度缓慢增加。
因为在不脱离本发明的精神和本质特征的情况下，其可以具体表现为多种形式，应该理解除非特别说明，上述的实施例不由任意前述描述的细节所限制，而是应该在附加的权利要求中定义的精神和范围内被广泛的理解，并且因此，所有在权利要求范围，或范围的等效物内的修改和变更都意在被附加的权利要求所包括。

Claims (17)

1.一种在高速移动通信网络中的TCP(传输控制协议)流控制方法，其包括：
确定有线或移动通信终端的哪种终端连接到服务器；和
根据所述确定，通过采用不同的避免拥堵方案来控制传送速度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定是使用TCP分组的选项字段执行的。
3.如权利要求1所述的方法，其中，该传送速度在服务器连接到有线通信终端时通过常规的避免拥堵方案来控制，而在服务器连接到移动通信终端时由移动避免拥堵方案来控制。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该传送速度在服务器连接到移动通信终端时使用第一和第二RTO(重发超时)来控制，所述第一和第二RTO是基于根据高速传送速度和低速传送速度测量的RTT(往返时间)设定的。
5.如权利要求4所述的方法，其中，该第一RTO是基于以高速传送速度测量的RTT设定的。
6.如权利要求4所述的方法，其中，该第二RTO是基于以进行越区切换的低速传送速度测量的RTT设定的。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该传送速度通过在第一RTO和第二RTO之间接收ACK(确认信号)时保持拥堵窗口来控制。
8.如权利要求1所述的方法，其中，该传送速度是通过在对第二RTO完全计数后接收ACK时，重发移动TCP分组和将拥堵窗口的大小减小到其一半来控制的。
9.一种在高速移动通信网络中的TCP(传输控制协议)流控制方法，其中识别有线或移动通信终端的哪种终端连接到服务器，并因此在服务器连接到移动通信终端时，通过采用移动避免拥堵方案来控制数据传送速度。
10.如权利要求9所述的方法，其中，该连接是使用TCP分组的选项字段识别的。
11.如权利要求9所述的方法，其中，该传送速度是使用基于根据高速传送速度和低速传送速度测量的RTT(往返时间)设定的第一和第二RTO(重发超时)来控制的。
12.如权利要求9所述的方法，其中，该传送速度是通过在第一RTO和第二RTO之间接收ACK(确认信号)时保持拥堵窗口来控制的。
13.如权利要求9的方法，其中，该传送速度是通过在对第二RTO完全计数后接收ACK时重发移动TCP分组和将拥堵窗口的大小减小到其一半来控制的。
14.一种在高速移动通信网络中的TCP(传输控制协议)流控制方法，其包括：
使用TCP分组的选项字段识别有线和移动通信终端，其后通过采用关于有线和移动通信终端的不同的避免拥堵方案来控制传送速度；和
采用常规RTO(重发超时)与用于补偿常规RTO的移动RTO，由此控制关于避免拥堵方案的传送速度。
15.如权利要求14所述的方法，其中，该移动RTO被设定为基于在常规RTO内未接收到的延迟的确认信号的RTT(往返时间)的值。
16.如权利要求14所述的方法，其中，在对移动重发计时器的超时完全计数后进行所述重发，并且虽然对常规重发的计时器的超时完全计数，不立即进行所述重发。
17.如权利要求14所述的方法，其中在第一步骤，在产生与服务器的连接时使用TCP分组的选项字段识别移动通信终端和有线通信终端。
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