CN102340508B

CN102340508B - 一种数据的传输方法和设备

Info

Publication number: CN102340508B
Application number: CN201110318148.6A
Authority: CN
Inventors: 高鸿成; 王曦
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: CN102340508A

Abstract

本发明公开了一种数据的传输方法和设备，该方法包括：网络侧设备确定用户设备的空口下行速率；所述网络侧设备根据所述空口下行速率计算缓冲区的大小，所述缓冲区用于缓存发送给所述用户设备的数据；所述网络侧设备将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备。本发明实施例中，在RNC开启TCP代理功能时，RNC估算出UE的空口下行速率，并基于该空口下行速率计算出合理的RNC缓冲区大小；当UE在TCP代理功能开启的小区进行重定位前，可以将RNC缓冲区中的数据发送完毕，确保UE重定位后的速率可以正常恢复。

Description

一种数据的传输方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据的传输方法和设备。

背景技术

经过多次外场测试验证，TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）优化功能效果明显，尤其对数据下载和网页浏览等业务，在时延以及速率等性能指标上均有非常明显的提高，极大的提升了用户感知。

基于TCP优化功能，由于UE（User Equipment，用户设备）和基站（如NodB）之间的空口传输存在时延大、无线传输环境恶化、切换导致丢包等问题，并会触发TCP的拥塞控制，导致TCP性能较低，因此需要在RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）网元上，增加TCP代理功能，由TCP代理功能屏蔽无线环境传输特性差异，并通过缓存数据，最大限度的利用空口传输带宽。

如图1所示，为基于TCP代理功能的原理示意图，由RNC实现TCP代理功能（即RNC作为TCP代理服务器），即RNC从服务器（如FTP服务器）下载TCP数据，暂存到RNC内部的缓存中，然后将缓存的TCP数据发送给UE；实际实现中，还可以包括RNC向服务器发送确认、以及UE向RNC发送确认的步骤。

具体的，由于移动网络环境存在BER（Bit Error Rate，误码率）高、带宽低、移动性及能量有限等特点，在这种环境下，使得原本为固定UE、有线网络设计的TCP协议，出现了很多不适应的问题，主要表现在以下方面：

（1）在包含有线网络和无线网络的环境中，缺乏有效的错误检测机制。TCP只能检测到发生了错误，有数据包被丢弃时无法检测出错误的性质；对传输过程中出现的错误，TCP均假设丢包是由于网络拥塞造成的，由于有线网络的BER很低，这种假设基本上是成立的；但是在无线网络环境下，存在许多与拥塞无关而导致丢包的原因（如无线信道突发性错误、UE处在切换过程中、衰减信道等），TCP将丢包都归结于网络拥塞的发生，无法检测出错误的属性。

（2）缺乏有效的错误恢复机制。一旦检测出丢包，TCP将触发拥塞控制处理过程，首先重传未被确认的包，减小拥塞窗口，以降低发送速率；然后激活拥塞控制机制，包括超时时指数回退、减小慢启动阈值等；最后进入拥塞避免阶段以确保拥塞得以解除。如果丢包是由于无线网络的BER高或UE切换导致的，而不是由于网络的拥塞导致丢包，则TCP的这种错误恢复机制会导致协议性能下降，包括吞吐量的下降和延迟的增加。

（3）在无线环境下，UE可用带宽往往较低，从而使得TCP源端的发送速率受到限制，使其用较小的拥塞窗口发送数据；在这种情况下，一旦有数据包丢失，TCP源端将不能收到足够多的重复确认包，从而触发快速重传，并只能通过超时机制恢复，因而降低了可用带宽的使用效率，并且增加了延迟。

（4）由于缺乏有效的错误检测和恢复机制，TCP在无线环境下的能量使用效率也不高。例如，当无线链路上发生了不频繁的随机短暂突发性错误时，TCP源端将降低其拥塞窗口，然后逐步增加拥塞窗口的大小；在拥塞窗口缓慢地膨胀过程中，无错的传输机会被浪费了，并且增加了通讯时间；当错误持续时间较长（如衰减信道、链路频繁的突发性错误、网络拥塞）时，TCP源端尽管降低了其拥塞窗口大小，但仍然在尝试着发送数据，从而造成更多数据包的丢失；尽管吞吐量会有所增加，但是却消耗了更多的能量，降低了能量使用的效率。

综上所述，由于在有线网络中认为链路是可靠的，而这一假定的前提在无线网络中并不成立，无线网络中报文的丢失或时延在很大程度上是由于无线链路本身传输的特性所造成（如噪声的突发性、干扰、频谱有限、高误码率等），因此，在有线网络中表现尚佳的TCP在无线链路中并不能取得很好的运行性能；当基于有线的TCP协议应用于无线链路时，可能会导致通信性能严重降低；因此为了屏蔽无线侧的时延变化及丢包等因素引起的TCP慢启动和拥塞控制，TCP代理功能需要在RNC侧缓存服务器的数据。如图1所示，TCP代理功能对于接收到的TCP数据，及时向服务器发送确认，然后通过RLC（Radio Link Control，无线链路控制）协议层将数据可靠的发送给UE。

现有技术中，在RNC缓存数据的过程中，RNC的缓冲区大小为固定分配，例如，每个用户可支持最大40个TCP连接，每个TCP连接的缓冲区大小为64个TCP报文。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

由于缓冲区大小为固定分配，因此设置了较大的RNC缓冲区大小和较小的RNC缓冲区大小时，均会存在问题：

（1）较大的RNC缓冲区大小存在以下问题：UE在重定位到目标小区后，原RNC缓冲区内数据无法发送完毕，导致重定位后原先保持的业务无法恢复。例如，实际应用中一个TCP报文大小在1400 bits左右，对于一条TCP连接，RNC缓冲区大小为：89600bits（1400*64）；按照用户使用习惯，一个网页最少存在10个以上TCP连接，因此RNC 缓冲区大小将大于896000bits。

UE发生重定位时，原小区RSCP（Received Signal Code Power，接收信号码功率）已经很弱（空口质量很差），空口下行速率无法保障，在短时间内将缓冲区中数据发送完成是很难的。为了确保UE重定位成功不掉线，原RNC不会等到缓冲区数据全部发送完才触发重定位，因此会造成重定位到目标小区后，原先保持的TCP连接中的数据丢失；当数据丢失太多时，速率（业务）将无法恢复，极大的影响用户感知。

（2）较小的RNC缓冲区大小存在以下问题：IU口（接入网与核心网之间的接口）速率远小于空口速率，造成空口速率不饱满（RNC缓冲区无充足的数据发送，UE表现为业务速率抖动，不饱满），影响用户感知。

发明内容

本发明实施例提供一种数据的传输方法和设备，以合理设置缓冲区大小，提高用户的感受。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种数据的传输方法，包括：

网络侧设备确定用户设备的空口下行速率；

所述网络侧设备根据所述空口下行速率计算缓冲区的大小，所述缓冲区用于缓存发送给所述用户设备的数据；

所述网络侧设备将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备。

本发明实施例提供一种数据的传输设备，包括：

确定模块，用于确定用户设备的空口下行速率；

计算模块，用于根据所述空口下行速率计算缓冲区的大小，所述缓冲区用于缓存发送给所述用户设备的数据；

发送模块，用于将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

在RNC开启TCP代理功能时，RNC估算出UE的空口下行速率，并基于该空口下行速率计算出合理的RNC缓冲区大小；当UE在TCP代理功能开启的小区进行重定位前，可以将RNC缓冲区中的数据发送完毕，确保UE重定位后的速率（业务）可以正常恢复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中基于TCP代理功能的原理示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种数据的传输方法流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种数据的传输设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种数据的传输方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，网络侧设备确定UE的空口下行速率。其中，该网络侧设备包括启动了TCP代理功能的RNC。

本步骤中，RNC可以确定所有小区下的UE的空口下行速率，也可以只确定边缘小区下的UE的空口下行速率。为了确定边缘小区下的UE的空口下行速率，则RNC需要对每个小区进行分类，并将配置了跨RNC邻区的小区设置为边缘小区；之后，当发现UE进入到边缘小区后，则RNC确定UE的空口下行速率（如根据RNC PS用户感知功能实时计算UE的空口下行速率）。

具体的，为了确定UE的空口下行速率，需要定义以下参数：

SendToUeFirstPDUs：RNC首次发送给UE的RLC层 PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）包（单位：bit）；

SendToUeRetransPDUs：RNC重传给UE的RLC层 PDU包（单位：bit）；

SendToUeStatusPDUsNum：RNC发送到UE的Status包的个数。

在具体的实现过程中，RNC需要统计上述参数SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum，并利用统计的参数SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum计算UE的空口下行速率。

在计算空口下行速率的过程中，一种优选的计算方式为RNC根据如下公式计算UE的空口下行速率RealRateDL（即估算出UE实际空口下行速率）；

RealRateDL=（SendToUeFirstPDUs+SendToUeRetransPDUs+ SendToUeStatusPDUsNum*TBsize）/统计间隔（s）；

其中，TBsize为传输块大小。

步骤202，RNC根据空口下行速率计算缓冲区的大小，该缓冲区用于缓存发送给UE的数据（即TCP数据）。

由于当前RNC缓冲区设置过大会导致重定位后原保持的业务无法恢复，设置过小又会导致空口下行速率不饱满影响用户感知；因此通过本发明实施例可以设置合理的RNC缓冲区大小，即以UE实际空口下行速率为基础，设置RNC缓冲区大小，并可以实时进行调整。

在计算缓冲区的大小的过程中，一种优选的设置缓冲区的大小的方式为RNC根据如下公式计算缓冲区的大小RncBuffer；

RncBuffer= RealRateDL*RlocationTimer；

其中，RncBuffer为RNC缓冲区大小（如边缘小区的RNC缓冲区大小）；RealRateDL为空口下行速率；RlocationTimer为定时器的时长。

针对UE重定位的场景，该RlocationTimer为触发重定位定时器，可根据实际需要进行设置。因此，当UE发生重定位时，RNC可根据需要发送缓冲区中数据的时间设置RlocationTimer。

例如，当UE发生重定位时，基于自身的策略，如果RNC需要通过1s发送缓冲区中数据时，则设置RlocationTimer为1s；如果RNC需要通过0.1s发送缓冲区中数据时，则设置RlocationTimer为0.1s。

步骤203，RNC将缓冲区中缓存的数据发送给UE。

针对UE重定位的场景，当UE发生重定位时，在对UE进行重定位之前，RNC需要将缓冲区中缓存的所有数据均发送给UE。

需要注意的是，由于在设置RlocationTimer时，考虑到发送缓冲区中数据的实际需要时间，因此可保证可以将缓冲区中缓存的所有数据均发送给UE。例如，根据实际需要，当可以通过1s发送缓冲区中数据时，则RNC会设置RlocationTimer为1s；因此RncBuffer= RealRateDL*1s；进一步由于RealRateDL为当前UE的空口下行速率，因此1s可以将RncBuffer中的所有数据发送给UE，从而保证可以通过1s将缓冲区中所有数据发送给UE。

综上所述，本发明实施例中，RNC可估算出UE的空口下行速率，在UE进入可能发生重定位的小区后，根据UE实际的空口下行速率，计算出合理的RNC缓冲区大小，并动态调整缓冲区的大小，使之与空口下行速率匹配。UE在TCP代理功能开启的小区进行重定位前，RNC可以将缓冲区中的所有数据发送完毕，确保UE重定位后速率可以正常恢复，提升用户感知，从而提供了一种RNC TCP代理功能开启时，UE重定位后速率无法恢复的解决方法。

进一步的，由于TCP代理技术对数据下载和网页浏览等业务，在时延以及速率等性能指标上都有非常明显的提高，极大的提升了用户感知，本发明实施例中通过解决UE重定位后速率无法恢复的问题，从而可以保证TCP代理技术可以正常的应用，提升用户感知。

实施例二

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种数据的传输设备，如图3所示，该设备包括：

确定模块11，用于确定用户设备的空口下行速率；

计算模块12，用于根据所述空口下行速率计算缓冲区的大小，所述缓冲区用于缓存发送给所述用户设备的数据；

发送模块13，用于将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备。

所述确定模块11，具体用于对小区进行分类，并将配置了跨网络侧设备邻区的小区设置为边缘小区；

当发现所述用户设备进入到边缘小区后，确定所述用户设备的空口下行速率。

所述确定模块11，具体用于统计SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum，所述SendToUeFirstPDUs为自身首次发送给所述用户设备的无线链路控制RLC层协议数据单元PDU包、所述SendToUeRetransPDUs为自身重传给所述用户设备的RLC层 PDU包、所述SendToUeStatusPDUsNum为自身发送到所述用户设备的Status包的个数；

并根据所述SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum确定所述用户设备的空口下行速率。

所述确定模块11，具体用于根据如下公式计算所述用户设备的空口下行速率RealRateDL；

其中，TBsize为传输块大小。

所述计算模块12，具体用于根据如下公式计算所述缓冲区的大小RncBuffer；

RncBuffer= RealRateDL*RlocationTimer；

所述RealRateDL为空口下行速率；所述RlocationTimer为定时器的时长。

所述计算模块12，还用于当所述用户设备发生重定位时，根据需要发送所述缓冲区中数据的时间设置所述RlocationTimer。

所述发送模块13，具体用于当所述用户设备发生重定位时，在对所述用户设备进行重定位之前，将所述缓冲区中缓存的所有数据均发送给所述用户设备。

该设备包括：启动了传输控制协议TCP代理功能的无线网络控制器RNC；所述数据为TCP数据。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种数据的传输方法，其特征在于，包括：

网络侧设备确定用户设备的空口下行速率；

所述网络侧设备将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备；

其中，所述网络侧设备确定用户设备的空口下行速率，包括：

所述网络侧设备统计SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum，所述SendToUeFirstPDUs为自身首次发送给所述用户设备的无线链路控制RLC层协议数据单元PDU包、所述SendToUeRetransPDUs为自身重传给所述用户设备的RLC层PDU包、所述SendToUeStatusPDUsNum为自身发送到所述用户设备的Status包的个数；

所述网络侧设备根据所述SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum确定所述用户设备的空口下行速率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定用户设备的空口下行速率，包括：

所述网络侧设备对小区进行分类，并将配置了跨网络侧设备邻区的小区设置为边缘小区；

当发现所述用户设备进入到边缘小区后，所述网络侧设备确定所述用户设备的空口下行速率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备根据所述SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum确定所述用户设备的空口下行速率，包括：

所述网络侧设备根据如下公式计算所述用户设备的空口下行速率RealRateDL；

RealRateDL=（SendToUeFirstPDUs+SendToUeRetransPDUs+SendToUeStatusPDUsNum*TBsize）/统计间隔；

其中，TBsize为传输块大小。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备根据所述空口下行速率计算缓冲区的大小，包括：

所述网络侧设备根据如下公式计算所述缓冲区的大小RncBuffer；

RncBuffer=RealRateDL*RlocationTimer；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当所述用户设备发生重定位时，所述网络侧设备根据需要发送所述缓冲区中数据的时间设置所述RlocationTimer。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备，包括：

当所述用户设备发生重定位时，在对所述用户设备进行重定位之前，所述网络侧设备将所述缓冲区中缓存的所有数据均发送给所述用户设备。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备包括：启动了传输控制协议TCP代理功能的无线网络控制器RNC；所述数据为TCP数据。

8.一种数据的传输设备，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定用户设备的空口下行速率；

发送模块，用于将所述缓冲区中缓存的数据发送给所述用户设备；

其中，

所述确定模块，具体用于统计SendToUeFirstPDUs、SendToUeRetransPDUs和SendToUeStatusPDUsNum，所述SendToUeFirstPDUs为自身首次发送给所述用户设备的无线链路控制RLC层协议数据单元PDU包、所述SendToUeRetransPDUs为自身重传给所述用户设备的RLC层PDU包、所述SendToUeStatusPDUsNum为自身发送到所述用户设备的Status包的个数；

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述确定模块，具体用于对小区进行分类，并将配置了跨网络侧设备邻区的小区设置为边缘小区；

10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述确定模块，具体用于根据如下公式计算所述用户设备的空口下行速率RealRateDL；

其中，TBsize为传输块大小。

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述计算模块，具体用于根据如下公式计算所述缓冲区的大小RncBuffer；

RncBuffer=RealRateDL*RlocationTimer；

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，

所述计算模块，还用于当所述用户设备发生重定位时，根据需要发送所述缓冲区中数据的时间设置所述RlocationTimer。

13.如权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述发送模块，具体用于当所述用户设备发生重定位时，在对所述用户设备进行重定位之前，将所述缓冲区中缓存的所有数据均发送给所述用户设备。

14.如权利要求8-13中任一项所述的设备，其特征在于，该设备包括：启动了传输控制协议TCP代理功能的无线网络控制器RNC；所述数据为TCP数据。