CN101631357A - 一种选择性应答分组传输方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及对多路径传输协议中的选择性应答SACK分组进行传输的技术。一种选择性应答分组传输方法，包括：确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径；将SACK分组通过所述SACK分组传输路径进行传输。本发明还提供了一种选择性应答分组传输装置。由于从多个路径中选择一个路径作为SACK分组传输路径，并通过该SACK分组传输路径将所有的SACK分组发送到发送方，因此可以保证先发送的SACK分组先到达，从而避免了到达发送方的SACK分组乱序。并且选择往返时延最小的路径作为SACK分组传输路径，可以加快SACK分组到达发送方，从而提高多路径并发传输的端到端的吞吐率。

Description

一种选择性应答分组传输方法、装置及终端

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及对多路径传输协议中的选择性应答SACK分组进行传输的技术。

背景技术

未来的移动通信网呈现出宽带化以及多种异构无线接入网络并存的发展趋势。在异构网络环境中，多种无线接入网络覆盖同一区域并提供服务将是普遍的场景；另一方面，随着网络接口成本的降低，多模移动终端成为发展的趋势，移动终端将同时拥有多个异构无线接口，比如Wi-Fi(WirelessFidelity，无线保真)、2.5G(第2.5代移动通信)、3G(第3代移动通信)、WiMAX(WorldInteroperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性)等。在多种异构无线接入网络同时覆盖的区域，移动终端可以通过多个无线接口从不同接入网络分配到对应的IP地址，从而成为多宿主终端。

在多宿主的情况下，通讯双方可以有多条IP(Internet Protocol，互联网协议)路径用于通讯。通过实现多路径传输协议，可以将多条IP路径的网络带宽聚合起来(即同时使用多条IP路径进行通讯)，从而提高端到端的吞吐率。

如图1所示，在多路径传输协议中，作为发送方的移动终端在向接收方的移动终端发送数据时，可以通过多个路径(比如路径1、以及路径2)发送。分组调度模块将发送方的发送缓存中缓存的要发送的数据包进行调度，决定从哪个路径发送数据包。相应的，作为接收方的移动终端可以通过多个路径接收到发送方发送的数据包，并在接收缓存中存放已经接收到，但尚未被应用层程序处理或者尚未按序到达的分组数据包。在接收方收到发送方发送的数据包后，要向接收方返回SACK(Selective Acknowledgement，选择性应答)分组数据包。

为了实现传输的可靠性，多路径传输协议引入SACK选择性应答分组来对接收方收到的分组数据包进行确认。在SACK分组中既包含累计连续到达的确认分组数据包的序列号，还包含非连续到达的分组数据包的序列号段。

比如接收方返回的SACK分组为：SACK(4000，4500-5000)，其代表序列号在4000以前的分组数据包都已经到达，另外缺口报告4500-5000表示序列号介于4500和5000之间的分组数据包也已经到达。

在多路径传输的情况下，现有技术的SACK分组路径选取的策略主要是选取和发送的分组数据包相同的路径进行SACK分组传输；也就是说，接收方在哪个路径接收到分组数据包，就从哪个路径向发送方返回确认收到分组数据包的SACK分组。

本发明人发现，由于不同路径具有不同的时延，所以相邻两个SACK分组到达发送方可能会发生乱序。如图2所示，数据接收方通过路径1向发送方发送SACK1(5)，之后通过路径2向发送方发送SACK2(5，7-9)。但是由于路径1的时延较路径2的时延大，因此SACK2较SACK1先到达发送方。数据发送方先接收到SACK2，根据SACK2(5，7-9)的累积序列号5，缺口报告7-9，确认接收端已经接收到序列号为1-5、以及序列号为7、8、9的数据；之后数据发送方又接收到SACK1(5)，SACK1中只有累积序列号5而没有关于缺口报告，数据发送方根据SACK1认为接收方把序列号为7、8、9的数据丢弃了，于是快速重传序列号为7、8、9的数据，这样引发了不必要的数据重传。

因此，现有技术的SACK分组传输方法有可能会导致到达发送方的SACK分组乱序，从而使得发送方向接收方不必要的重发数据包，导致传输带宽下降、传输吞吐率降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种选择性应答分组传输方法、装置及终端，避免到达发送方的SACK分组乱序。

一种选择性应答分组传输方法，包括：

确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径；

将SACK分组通过所述SACK分组传输路径进行传输。

较佳的，所述确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径，具体为：

确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径。

进一步，所述确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径，具体为：

确定往返时延参数RTT值最小的路径为SACK分组传输路径。

一种选择性应答分组传输方法，包括：

周期性测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT，并确定每个周期中各单路径的RTT中的最小值；

在检测到当前周期确定的最小值所对应的路径与前一个周期确定的最小值对应的路径不同时，将当前周期确定的最小值所对应的路径作为SACK分组传输路径。

一种选择性应答分组传输装置，包括：

路径确定模块，用于确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径；

传输模块，用于将SACK分组通过所述路径确定模块确定的SACK分组传输路径进行传输。

所述路径确定模块具体用于确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径。所述路径确定模块包括：

测量单元，用于测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT；

路径确定单元，用于确定所述多路径中RTT值最小的路径作为SACK分组传输路径。

所述测量单元还用于周期性测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT；

所述路径确定单元还用于在当前周期所测得的RTT最小值所对应的路径与前一周期所测得的RTT最小值对应的路径不同时，将当前周期确定的最小值所对应的路径作为SACK分组传输路径。

本发明实施例还提供了一种终端，该终端包括前述的选择性应答分组传输装置。

本发明实施例由于从多个路径中选择一个路径作为SACK分组传输路径，并通过该SACK分组传输路径将所有的SACK分组发送到发送方，因此可以保证先发送的SACK分组先到达，从而避免了到达发送方的SACK分组乱序。

进一步，由于选择时延最小的路径作为SACK分组传输路径，可以加快SACK分组到达发送方，从而提高多路径并发传输的端到端的吞吐率。

附图说明

图1为现有技术的SACK分组传输示意图；

图2为现有技术的SACK分组乱序导致数据重传的示意图；

图3为本发明实施例的SACK分组传输示意图；

图4、5为本发明实施例的SACK分组传输方法流程图；

图6为本发明实施例的SACK分组传输装置结构图。

具体实施方式

依据本发明实施例，从发送方与接收方建立的多个路径中选择(确定)一个路径作为SACK分组传输路径之后，接收方通过该SACK分组传输路径将所有的SACK分组发送到发送方。具体如图3所示，发送方通过路径1向接收方发送数据包分组1、通过路径2向接收方发送数据包分组2；接收方在接收到数据包分组1时生成应答分组SACK1，接收到数据包分组2时生成SACK2；接收方选择路径2作为SACK分组传输路径，将SACK1与SACK2都通过SACK分组传输路径(即路径2)传输到发送方。由于SACK1与SACK2都是通过一个路径到达发送方的，因此可以保证先发送的SACK分组先到达，从而避免了到达发送方的SACK分组乱序。

从多路径中选择一个单路径作为SACK分组传输路径的方法有很多，可以根据实际情况制定不同的选择策略。譬如，可以从多路径中随机选取一个单路径作为SACK分组传输路径；或者将最先建立连接的单路径作为SACK分组传输路径；再或者，选择丢包率低的路径作为SACK分组传输路径；再或者，选择时延最小的路径作为SACK分组传输路径等等，此处不再一一列举。

下面以选择时延最小的路径作为SACK分组传输路径为例来讲述具体方案。

本发明实施例提供的一种接收方向发送方传输SACK分组的具体方法，流程图如图4所示，包括如下步骤：

S401：在发送方与接收方连接建立多路径传输时，测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT。

接收方对于各单路径的往返时延参数RTT的测量，除了可以在连接建立时进行，也可以是在数据传输过程中进行。

S402：确定各单路径的往返时延参数RTT中的最小值。

接收方通过计算，确定出各单路径的往返时延参数RTT中的最小值。

S403：将最小RTT值对应的路径作为SACK分组传输路径。

接收方选择多路径中的最小RTT值对应的路径作为SACK分组传输路径。

由于对各单路径的往返时延参数RTT的测量，除了可以在连接建立时进行，也可以是在数据传输过程中进行；因此，同样的，选择SACK分组传输路径也可以是在连接建立时进行，或者在数据传输过程中进行。除了往返时延参数RTT外，也可以用其他参数来选择时延最小的路径，比如用单向传输时延参数Delay的最小值来确定时延最小的路径。

S404：将SACK分组通过SACK分组传输路径发送到发送方。

接收方从各路径接收到数据包分组，并根据这些数据包分组对应生成SACK分组；接收方将这些生成的SACK分组依次通过选择出的SACK分组传输路径发送到发送方。

进一步，在数据传输过程中还可以周期性检测各单路径的往返时延参数RTT是否发生改变，若发现RTT值最小的路径发生改变，还可以对SACK分组传输的路径进行切换，具体流程如图5所示，包括如下步骤：

S501：检测定时周期是否到达；若定时周期到达，执行步骤S502。

S502：测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT。

S503：确定各单路径的往返时延参数RTT中的最小值。

S504：检测该次确定的最小RTT值对应的路径是否与先前上次周期确定的最小RTT值对应的路径相同；若相同，则不必更换SACK分组传输路径，也就是不用切换当前用于传输SACK分组的路径；若不同，则执行步骤S505。

S505：更换SACK分组传输路径为该次确定的最小RTT值对应的路径。

更换SACK分组传输路径后，接收方将传输SACK分组的路径从先前上次周期确定的最小RTT值对应的路径切换到该次确定的最小RTT值对应的路径。这样，可以随着路径往返时延的变化而动态的选择最小时延的路径来传输SACK分组，从而提高端到端的吞吐率。

在现有技术多路径传输SACK分组的情况下，总的吞吐率最大等于各单路径吞吐率之和；而本发明实施例的采用往返时延最小的路径来传输SACK分组，则可以提高总的吞吐率，使得总吞吐率甚至大于各单路径吞吐率之和，从而进一步达到提高带宽聚合的有益效果。具体分析如下：

通过对单路径传输吞吐率建模的分析，可以根据单路径的丢包概率参数p、推迟选择性应答SACK次数参数b、数据分包(组)大小参数pkt_size、往返时延参数RTT，推算出单路径的吞吐率B，如下公式所示：

$B=\frac{\frac{1-p}{p}+\frac{2+b}{3b}+\sqrt{\frac{8(1-p)}{3\mathrm{bp}}+{\left(\frac{2+b}{3b}\right)}^2}}{\mathrm{RTT}(\frac{2+b}{6}+\sqrt{\frac{2b(1-p)}{3p}+{\left(\frac{2+b}{6}\right)}^2}+1)}\≈\frac{1}{\mathrm{RTT}}\sqrt{\frac{3}{2\mathrm{bp}}}*\mathrm{pkt}\_\mathrm{size}---\left(1\right)$

在理想情况下，对于现有技术多路径传输SACK分组，总的吞吐率能够等于各单路径的吞吐率之和。假设，发送方与接收方之间有路径l₁、l₂可以用于传输数据，则总的吞吐率最大等于如下公式计算的B₁：

$B_1=B\left(l_1\right)+B\left(l_2\right)\≈(\frac{1}{\mathrm{RT}{T}_1}\sqrt{\frac{3}{{2b}_1{p}_1}}+\frac{1}{{\mathrm{RTT}}_2}\sqrt{\frac{3}{{2b}_2{p}_2}})*\mathrm{pkt}\_\mathrm{size}---\left(2\right)$

其中，b₁、p₁、RTT₁分别为单路径l₁的推迟SACK次数参数、丢包概率参数、往返时延参数；b₂、p₂、RTT₂分别为单路径l₂的推迟SACK次数参数、丢包概率参数、往返时延参数；且RTT₁小于RTT₂。

而本发明实施例由于将SACK分组都是通过最小时延的路径发送的，因此，总的吞吐率理想情况可以达到如下公式计算的B₂：

$B_2=B\left(l_1\right)+B\left(l_2\right)\≈(\frac{1}{{\mathrm{RTT}}_1}\sqrt{\frac{3}{{2b}_1{p}_1}}+\frac{1}{\frac{{\mathrm{RTT}}_1}{2}+\frac{{\mathrm{RTT}}_2}{2}}\sqrt{\frac{3}{{2b}_2{p}_2}})*\mathrm{pkt}\_\mathrm{size}---\left(3\right)$

由于RTT₁＜RTT₂，所以根据公式3计算出的B₂要大于根据公式2计算出的B₁。因此，通过选择时延较短的路径传输SACK分组可以提高多路径并发传输的端到端的吞吐率。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本发明提供的一种SACK分组传输路径选取装置的结构图，如图6所示，包括：路径确定模块601、传输模块602。

路径确定模块601用于确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径。

传输模块602用于将SACK分组通过路径确定模块601确定的SACK分组传输路径进行传输。

具体的，路径确定模块601用于确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径。其一种具体结构可以是包括：测量单元603和路径确定单元604。

测量单元603用于测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT。测量单元603也可以是测量其它参数，如单向传输时延参数Delay。

路径确定单元604用于确定测量单元603获得的各单路径RTT中的最小值，并将最小值RTT所对应的路径为SACK分组传输路径。路径确定单元604也可以根据测量单元603测量的其它参数，如单向传输时延参数Delay，确定其中最小值，并将该最小值所对应的路径为SACK分组传输路径。

进一步，路径确定模块601还可以在数据传输过程中周期性、动态的确定最小时延路径：

测量单元603还用于周期性测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT。

路径确定单元604还用于在当前周期所测得的RTT最小值所对应的路径与前一周期所测得的RTT最小值对应的路径不同时，将当前周期确定的最小值所对应的路径作为SACK分组传输路径。

本发明实施例由于从多个路径中选择一个路径作为SACK分组传输路径，并通过该SACK分组传输路径将所有的SACK分组发送到发送方，因此可以保证先发送的SACK分组先到达，从而避免了到达发送方的SACK分组乱序。

进一步，由于选择时延最小的路径作为SACK分组传输路径，可以加快SACK分组到达发送方，从而提高多路径并发传输的端到端的吞吐率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块，既可以位于一个地方，也可以分布到几个网络单元上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种选择性应答分组传输方法，其特征在于，包括：

确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径；

将SACK分组通过所述SACK分组传输路径进行传输。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径，具体为：

确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径，具体为：

确定往返时延参数RTT值最小的路径为SACK分组传输路径。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述将SACK分组通过所述SACK分组传输路径进行传输后，还包括：

根据各单路径时延的变化来调整SACK分组传输路径。

5、一种选择性应答分组传输方法，其特征在于，包括：

周期性测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT，并确定每个周期中各单路径的RTT中的最小值；

在检测到当前周期确定的最小值所对应的路径与前一个周期确定的最小值对应的路径不同时，将当前周期确定的最小值所对应的路径作为SACK分组传输路径。

6、一种选择性应答分组传输装置，其特征在于，包括：

路径确定模块，用于确定多路径中的一个单路径为选择性应答SACK分组传输路径；

传输模块，用于将SACK分组通过所述路径确定模块确定的SACK分组传输路径进行传输。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述路径确定模块具体用于确定多路径中时延最小的路径为SACK分组传输路径。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述路径确定模块包括：

测量单元，用于测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT；

路径确定单元，用于确定所述多路径中RTT值最小的路径作为SACK分组传输路径。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述测量单元还用于周期性测量获得多路径中各单路径的往返时延参数RTT；

所述路径确定单元还用于在当前周期所测得的RTT最小值所对应的路径与前一周期所测得的RTT最小值对应的路径不同时，将当前周期确定的最小值所对应的路径作为SACK分组传输路径。

10、一种终端，其特征在于，包括上述权利要求6-9任一所述的装置。

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