[發明專利]用于無線TCP連接的最優化的方法和系統

無效

• 申請號: 200580048086.4
• 申請日: 2005-12-27
• 公開（公告）號: CN101120571A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: N·K·庫馬;S·馬赫什瓦里;M·休奧莫
• 申請（專利權）人: 諾基亞公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56;H04Q7/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 吳立明

發明領域

本發明涉及在無線和/或有線通信網絡中的數據傳輸。具體地，本發明涉及在保持數據緩沖器的無線網絡和/或有線網絡中TCP連接吞吐量的改進。

背景技術

傳輸控制協議(TCP)是在網際協議(IP)數據傳輸中使用的主要傳輸層協議。利用TCP的發送設備重傳數據，除非其從接收設備接收到數據成功到達該接收設備的應答。TCP還利用握手(handshake)建立在通信設備之間的邏輯端到端連接，并將數據視為連續流。因此其維持其中發送和接收字節/八位字節的序列以促進該字節流特征。

不管連接開始還是發生超時，TCP總是使用緩慢起動過程。其以小數據率開始，以確保連接可以至少適應非常小量的數據。這么做是為了避免網絡擁塞。然后TCP根據應答消息到達速率逐漸增大其數據率。在發送一窗口數據之后，在發送設備接收到任何應答之前其需要等待一個往返時間(RTT)。由于RTT的較大值，TCP發送設備在其達到合理吞吐量之前要在緩慢起動階段中等待很長時間。

但是在無線網絡中，連接的傳輸特性可以頻繁變化。由于移動終端的運動，尤其是當接收設備在基于蜂窩的網絡中從第一小區移動到第二小區時，傳輸特性可以變化。同樣，在無線網絡中的帶寬是受限的，并在多個用戶中共享該受限帶寬，并且高誤碼率(乃至某些情況下的失去連接)，導致對于連接的長往返時間(RTT)(乃至超時)，而這需要再次開始緩慢起動過程。這意味著接收應答消息的速率是非常低的。同樣，在網絡中，處于緩慢起動階段中的連接的所有分組和所有其他連接一起排隊。這意味著在緩慢起動期間的RTT具有來自其他連接的排隊延遲的強分量。

已經進行了一些嘗試去增大在連接開始時的數據率或者減小連接的RTT。但是，在緩慢起動階段之后如果TCP連接必須面對真實網絡條件(排隊延遲等)，將失去加速的緩慢起動的好處，并且連接的性能可能不會像期望的那么好。

發明內容

簡要、概括地講，本發明優選的和示例性的實施例解決了在無線網絡中關于TCP連接在緩慢起動階段時間中的上述和其他問題。在優選實施例的第一種情況中，其首先確定在無線通信網絡中從發送設備到接收設備的TCP連接是否處于緩慢起動階段中。如果TCP連接處于緩慢起動階段中，則在發送設備中對要在TCP連接中發送的數據分配比對要由發送設備發送的其他數據分配的優先級更高的優先級。發送設備可以是移動終端、服務GPRS支持節點(SGSN)、在WiMAX環境中的設備或其他網絡設備，并且可以通過在網絡設備上安裝并執行的軟件實現優選實施例的方法。

附圖說明

圖1示出了其中可以操作本發明優選實施例的示例性網絡；

圖2示出了可以用作TCP連接的發送設備或接收設備的示例性服務器；

圖3示出了可以用作TCP連接的發送設備或接收設備的示例性移動終端；

圖4是示出了根據本發明的優選實施例在具有各自不同優先級的多個隊列中的數據布置的圖。

具體實施方式

現在將介紹本發明的幾種優選實施例。通過同時加速緩慢起動階段并逐漸改進TCP連接的RTT以匹配網絡中的條件，這些優選實施例改進了無線網絡中TCP連接的性能。優選實施例通過給予連接的數據最高優先級(在較低優先級分組之前服務于/傳輸較高優先級分組)而快速服務于連接的數據來減少用于TCP連接的緩慢起動階段的時間，同時基于要為該連接發送的數據量，逐漸減小TCP連接數據的優先級。通過逐漸減小優先級，RTT也逐漸增加(基于網絡中的排隊)并且這導致連接的RTO值的平緩增加。在下文中將參考具體網絡環境對優選實施例進行介紹，但是本發明并不限于下面的優選實施例，而是同樣可以在其他實施例中實行。

可以參考圖1中所示的示例性無線網絡實行優選實施例。如圖所示，無線網絡100包括移動終端105、帶有路由器111-113的無線接入網絡(RAN)110、SGSN?115、帶有路由器121和122的核心網絡120、網關GPRS服務節點(GGSN)135-1和135-1、因特網140和數據網絡150。移動終端105連接到無線接入網絡(RAN)110，并且可以包括任何能夠連接到例如無線接入網絡110的無線網絡的設備。這樣的移動終端包括蜂窩電話、智能電話、尋呼機、射頻(RF)設備、紅外(IR)設備、結合了上述設備的一個或多個的集成設備等。移動終端105還可以包括具有無線接口的其他設備，例如個人數字助理(PDA)、掌上計算機、個人計算機、多處理器系統、基于微處理器的或可編程的消費電子產品、網絡PC、可穿戴計算機等。