CN104684107A

CN104684107A - 一种移动终端的双通道混合隧道构建方法

Info

Publication number: CN104684107A
Application number: CN201510130117.6A
Authority: CN
Inventors: 李领治; 冯捷; 姚文强; 朱艳琴; 贾俊铖
Original assignee: Zhangjiagang Institute of Industrial Technologies Soochow University
Current assignee: Zhangjiagang Institute of Industrial Technologies Soochow University
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-06-03

Abstract

本申请提供了一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，包括：通过预先建立的与TAM之间的3G通道的TCP连接向TAM发送请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息，并接收TAM根据请求信息分配的隧道连接IP地址；当检测到通过无线路由器验证的Wi-Fi信号后，建立与TAM之间的Wi-Fi通道的TCP连接，并获取与TAM建立Wi-Fi通道连接的移动终端的数量；根据两个通道的通道参数和移动终端的数量计算数据包在3G通道和Wi-Fi通道的分配比，将分配比保存并发送至TAM。通过在移动终端和TAM之间构建一条使用两个物理通道传输数据的隧道，保证3G通道一直进行数据传输，还可加入Wi-Fi通道同时进行数据传输，提高了移动终端的接入带宽且避免了通道的切换造成的数据传输时延。

Description

一种移动终端的双通道混合隧道构建方法

技术领域

本申请涉及无线网络通信领域，更具体的涉及一种移动终端的双通道混合隧道构建方法。

背景技术

随着现代通信技术的迅速发展，设备之间的通信方式也越来越多，以Wi-Fi、3G/4G、WiMax、ZigBee、蓝牙、UWB(Ultra Wideband，脉冲无线电)等为代表的无线接入技术在各种类型的移动终端中使用十分广泛。其中，以手机为代表的移动终端使用的无线接入技术主要有Wi-Fi和3G/4G两种类型。

目前，手机等移动终端在位于两种信号同时覆盖的区域时，一般只选用其中的一种接入技术进行数据通信。然而，这种在多信号覆盖区仅使用一种通道进行网络接入的方式，不但未能充分利用各个通道的传输能力，限制了移动终端的接入带宽，而且当信号变化引起数据传输在各个通道之间切换时，要先断开原有的通道后再重新连接新的通道，这样就会增加数据的传输时延，影响上层业务的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，以克服现有技术中的移动终端在多信号覆盖区仅使用一种通道进行网络接入导致接入带宽限制，并且当通道切换时，增加了数据的传输时延，影响上层业务的可靠性的问题。

为实现上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，包括：

建立与隧道接入管理端TAM之间的3G通道的TCP连接；

通过所述3G通道的TCP连接向所述TAM发送请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息；

接收所述TAM发送的根据所述请求信息分配的隧道连接IP地址；

当检测到通过无线路由器验证的Wi-Fi信号后，建立与所述TAM之间的Wi-Fi通道的TCP连接，并获取与所述TAM建立Wi-Fi通道连接的移动终端的数量；

根据所述3G通道的通道参数、所述Wi-Fi通道的通道参数和所述移动终端的数量计算数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道的分配比，并将所述分配比保存并发送至所述TAM。

优选的，在所述接收所述TAM发送的根据所述请求信息分配的隧道连接IP地址后，还包括：通过所述3G通道的TCP连接接收所述TAM以预设时间为间隔发送的心跳信息。

优选的，在计算出所述分配比后还包括：计算调整系数，并将所述调整系数保存并发送至所述TAM。

优选的，所述调整系数的计算方法包括：

利用Wi-Fi信号强度数据组记录并更新信噪比；

根据所述信噪比计算各时刻信噪比的变化，并预测下一时刻的信噪比的变化；

根据所述下一时刻的信噪比的变化，预测下一时刻的信噪比；

根据所述下一时刻的信噪比计算所述调整系数。

优选的，所述分配比的计算方法包括：

利用所述Wi-Fi通道的最小带宽和所述3G通道的最小带宽计算数据包在所述Wi-Fi通道和所述3G通道的基本分配比；

利用更新的所述Wi-Fi通道的最大重传次数、所述3G通道的最大重传次数和所述3G通道的信噪比计算信号强度影响因子和可靠性影响因子；

根据所述基本分配比、所述移动终端的数量以及所述信号强度影响因子和所述可靠性影响因子计算所述分配比。

优选的，在所述将所述分配比保存并发送至所述TAM后，还包括：根据所述分配比将数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作；

或，根据所述分配比和所述调整系数将数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作。

一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，包括：

建立与移动终端之间的3G通道的TCP连接；

接收所述移动终端通过所述3G通道的TCP连接发送的请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息；

根据所述请求信息为所述移动终端分配一个隧道连接IP地址，并将所述隧道连接IP地址发送给所述移动终端；

根据所述移动终端的请求建立与所述移动终端之间的Wi-Fi通道的TCP连接，同时将通过Wi-Fi通道连接的移动终端的数量发送给所述移动终端；

接收所述移动终端发送的数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道进行分流的分配比，其中，所述分配比是所述移动终端根据所述3G通道的通道参数、所述Wi-Fi通道的通道参数和所述移动终端的数量计算的；

将所述3G通道的IP地址、所述Wi-Fi通道的IP地址、所述隧道连接IP地址和所述分配比的对应关系存储到终端注册表。

优选的，在所述将所述隧道连接IP地址发送给所述移动终端后，还包括：以预设时间为间隔通过所述3G通道的TCP连接向所述移动终端发送心跳信息。

优选的，还包括：接收所述移动终端发送的数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道进行分流的调整系数，并将所述调整系数存储到所述终端注册表。

优选的，在所述将所述对应关系存储到终端注册表后，还包括：根据所述终端注册表中的对应关系将数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作。

由以上技术方案可知，本申请公开了一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，包括：建立与隧道接入管理端TAM之间的3G通道的TCP连接；通过所述3G通道的TCP连接向所述TAM发送请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息；接收所述TAM发送的根据所述请求信息分配的隧道连接IP地址；当检测到通过无线路由器验证的Wi-Fi信号后，建立与所述TAM之间的Wi-Fi通道的TCP连接，并获取与所述TAM建立Wi-Fi通道连接的移动终端的数量；根据所述3G通道的通道参数、所述Wi-Fi通道的通道参数和所述移动终端的数量计算数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道的分配比，并将所述分配比保存并发送至所述TAM。该方法通过在移动终端和TAM之间构建了一条使用Wi-Fi和3G两个物理通道传输数据的隧道，在保证3G通道一直进行数据传输的基础上，还可以加入Wi-Fi通道同时进行数据传输，这样不仅提高了移动终端的接入带宽，而且避免了通道的切换造成的数据传输时延，提高了数据传输的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种移动终端与TAM物理连接的示意图；

图2为本申请提供的一种包含自定义控制信息的字段；

图3为本申请实施例一提供的一种移动终端的双通道混合隧道构建方法的流程图；

图4为本申请实施例一提供的一种分配比计算方法流程图；

图5为本申请实施例二提供的一种移动终端的双通道混合隧道构建方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种数据包自定义字段的结构图；

图7为本申请实施例二提供的一种调整系数计算方法流程图；

图8为本申请实施例二提供的一种数据包在两个通道进行分流操作的流程图；

图9为本申请实施例三提供的一种移动终端的双通道混合隧道构建方法的流程图；

图10为本申请实施例四提供的一种移动终端的双通道混合隧道构建方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。

本发明包括移动终端和TAM(Tunnel Access Manager，隧道接入管理)两部分，两部分之间的物理连接关系如图1所示，两部分之间构建一条隧道使用多个物理通道传输数据。其中，移动终端分别通过3G基站、Wi-Fi AP(Access Point，无线访问节点)与以太网交换机相连，并通过太网交换机与TAM相连进行数据传输，TAM通过以太网交换机以及路由器与Internet进行数据传输。其中，TAM端安装在一个Linux系统的计算机上，该计算机连接在距离移动终端较近的以太网或Wi-Fi、3G网上，考虑到带宽、稳定性等因素的影响，一般选择以太网作为TAM的接入方法。

在移动终端成功启用双通道分流后，会将分配比发送给TAM端，TAM端会将该移动终端的虚拟隧道IP地址Addr_TL_MBT、物理通道IP地址Addr_3G_MBT和Addr_WF_MBT、分配比等信息存储到分流终端注册表中，当TAM端接收到底层传输的数据帧后，拆封出其内部的IP分组，交给系统的网关向外转发。移动终端的应用程序以一个连接的形式安装在移动设备上。在移动端上安装完成该系统后，会在设备的Andriod平台上增加一个新的Wi-Fi与3G的混合连接，该连接是隧道的一端，它是虚拟的，而不是物理的，它是Wi-Fi和3G两个物理连接的集合。隧道连接的优先级要高于Wi-Fi、3G连接，该隧道启用后，就成为移动终端上所有应用程序的唯一接入方式，所有数据都要通过隧道连接进行传输，再由隧道连接在两个物理连接上实施分流、混流操作。

移动终端隧道连接使用一个由隧道TAM端分配的IP地址进行通信，该地址定义为Addr_TL_MBT。隧道连接上有一般的TCP/IP协议栈，按照一般的方式使用TCP/IP协议发送和接收各类应用程序的数据。Addr_TL_MBT地址作为封装应用程序数据的IP分组的源地址，在隧道以外的节点上是可见的，隧道上的节点是不可见的。虚拟隧道连接接收到一个IP分组后将根据用户定义的规则或者自动计算的结果，在Wi-Fi与3G两个物理连接中选择其中的一个向TAM端进行传输。

Wi-Fi与3G两个物理连接各有一个的IP地址，它们分别被定义为Addr_WF_MBT和Addr_3G_MBT。Wi-Fi和3G两个物理连接也都有一般的TCP/IP协议栈，但是当虚拟混合连接启用后，由于它们在本地路由表中的优先级低于虚拟连接，不能从应用程序直接接收数据，只能接收虚拟混合连接传下来的数据。Addr_WF_MBT和Addr_3G_MBT地址作为重新封装隧道内IP分组的新IP首部的源地址，仅仅在隧道上的节点是可见的。Wi-Fi与3G两个连接接收到上层应用程序通过虚拟通道发送过来的IP分组后，再将它装到TCP分段中，通过该接口的TCP/IP协议栈将它发送到另一端的隧道TAM系统。

虚拟隧道连接选择好一个物理连接后，将通过其TCP/IP协议栈的源地址为Addr_TL_MBT的IP组交给该物理连接。该物理连接收到虚拟混合连接发送的IP分组后，在其前面添加如图2所示的、包含本系统自定义控制信息的字段，将其作为数据交给物理连接的TCP/IP协议栈。物理连接的TCP/IP协议栈对包含自定义字段和IP分组的数据封装到新的IP分组中，使用Socket方式向隧道TAM端发送该IP分组。若选用的物理连接是Wi-Fi连接，重新封装后的IP分组源地址为移动终端的Wi-Fi接口地址Addr_WF_MBT，目的地址为TAM端的接口地址Addr_EN_TAM；若选用的物理连接是3G连接，重新封装后的IP分组源地址为移动终端的3G接口地址Addr_3G_MBT，目的地址也为TAM端的接口地址Addr_EN_TAM。

在隧道移动终端接收到Wi-Fi或3G两个物理连接返回的IP分组后，去掉其IP和TCP的首部，根据其中封装的自定义字段确定该分组的顺序，将内部封装的IP分组交给虚拟隧道连接的TCP/IP协议栈。虚拟隧道连接的TCP/IP协议栈使用TCP协议对数据包进行校验、流量控制、拥塞控制，再将内部封装的数据交给上层应用程序。

实施例一

如图3所示，图3为本申请实施例一提供的一种移动终端的双通道混合隧道构建方法的流程图。该方法是在虚拟隧道连接启用两个物理通道时移动终端的操作流程，包括：

S101：建立与TAM之间的3G通道的TCP连接。

具体的，移动终端发出开启虚拟隧道连接指令，通过3G物理通道向TAM端的45654端口发送连接请求，用Socket方式建立一个TCP连接：

Socket(源IP:Addr_3G_MBT,目的IP:Addr_EN_TAM,源端口:临时端口,目的端口:45654)

其中，源IP:Addr_3G_MBT、目的IP:Addr_EN_TAM、源端口:临时端口、目的端口:45654四个参数为Socket程序建立TCP连接的参数。

然后，移动终端通过3G通道接收到TAM端的确认消息，并允许TAM端向移动终端发送数据，3G通道的TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)连接建立成功。

S102：通过3G通道的TCP连接向TAM发送请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息。

具体的，移动终端通过建立的3G通道TCP连接向TAM端发送一个请求，请求TAM给移动终端分配一个隧道连接的IP地址Addr_TL_MBT，具体程序操作如下：

Send(“REQ”,“Addr_TL_MBT”)

S103：接收TAM发送的根据请求信息分配的隧道连接IP地址。

具体的，移动终端接收TAM端为隧道分配的IP地址，具体程序操作如下：

Recieve(“Addr_TL_MBT”)

同时，移动终端还可以将该地址进行保存，在此不做限制。

S104：当检测到通过无线路由器验证的Wi-Fi信号后，建立与TAM之间的Wi-Fi通道的TCP连接，并获取与TAM建立Wi-Fi通道连接的移动终端的数量。

移动终端检测到Wi-Fi信号后，并且通过了IP地址为Addr_WF_GW的无线路由器的验证后，Wi-Fi接口被分配了一个IP地址Addr_WF_MBT。

移动终端通过该Wi-Fi接口与临时端口，向TAM端Addr_EN_TAM接口的45655端口发送一个TCP连接请求：

Socket(源IP:Addr_WF_MBT,目的IP:Addr_EN_TAM,源端口:临时端口,目的端口:45655)

其中，临时端口是移动终端为该TCP连接随机分配的一个大于1024的端口，Wi-Fi接口与3G接口的两个TCP连接中，移动终端是客户端，TAM端是服务器端。在本申请中，TAM端的端口，即目的端口不限定为45654和45655，只要是不被其他服务器软件占用的任意一个固定端口均可以。

移动终端接收到TAM端通过Wi-Fi通道返回的确认消息，并且获得TAM端通过Wi-Fi通道连接的移动终端数量NUM_WF_MBT。

Recieve(“ACK”，“NUM_WF_MBT”)

S105：计算数据包在3G通道和Wi-Fi通道的分配比，并将分配比保存并发送至TAM。

根据3G通道的通道参数、Wi-Fi通道的通道参数和移动终端的数量计算数据包在3G通道和Wi-Fi通道的分配比。具体的，移动端根据两个物理通道的标准和信号的强度等参数计算数据包在两个通道的分配比X:Y＝P_i。按照802.11协议的定义，Wi-Fi当前带宽是最小带宽min(BW_WF)的整数N倍，而由于Wi-Fi采用共享带宽的方式传输数据，使用Wi-Fi通道连接的移动终端的数量也影响了分配比例，为了减少本终端对其他终端数据传输的影响，两个通道的即时分配比P_i的计算方法如图4所示，包括：

S201：计算两个通道的基本分配比：

P₀＝min(BW_WF)/min(BW_3G)

其中，min(BW_WF)为Wi-Fi通道的最小带宽，min(BW_3G)为3G通道的最小带宽。

即利用Wi-Fi通道的最小带宽和3G通道的最小带宽计算数据包在Wi-Fi通道和3G通道两个通道的基本分配比。

S202：计算信号强度影响因子和可靠性影响因子。

利用更新的Wi-Fi通道的最大重传次数、3G通道的最大重传次数和3G通道的信噪比计算信号强度影响因子和可靠性影响因子。具体的，更新两个通道的前一个时间段的最大重传次数RNUM_3G、RNUM_WF以及3G通道信噪比SNR_3G。考虑过去值对当前值的影响，这三个参数统一使用以下公式进行更新：

Para[t]＝0.8*Para[t]+0.2*Para[t-1]

其中Para表示3个参数中的任意一个，该公式使用循环嵌套的方式，考虑前一时刻的值对当前值的影响，使更新更方便。

利用更新的3G通道信噪比计算分配比例的信号强度影响因子：

A₁＝lg|SNR_3G-min(SNR_3G)|

利用计算得出的信号强度影响因子和更新的两个通道的最大重传次数计算分配比例的可靠性影响因子：

A₂＝RNUM_WF/(A₁*RNUM_3G)

S203：计算数据包在两个通道的即时分配比。

根据基本分配比、TAM通过Wi-Fi通道连接的移动终端的数量以及信号强度影响因子和可靠性影响因子计算即时分配比：

P_i＝N*A₁*Pow(2，A₂)*ln(NUM_WF_MBT)*P₀

其中，N为Wi-Fi当前带宽是最小带宽min(BW_WF)倍数，Pow(2，A₂)表示2的A₂次方。

然后将计算得出的分配比P_i保存并发送至TAM：

Send(“P_i”)

由以上技术方案可知，本申请实施例一公开了一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，该方法通过在移动终端和TAM之间构建了一条使用Wi-Fi和3G两个物理通道传输数据的隧道，在保证3G通道一直进行数据传输的基础上，还可以加入Wi-Fi通道同时进行数据传输，这样不仅提高了移动终端的接入带宽，而且避免了通道的切换造成的数据传输时延，提高了数据传输的可靠性。

实施例二

在实施例一的基础上，本申请提供了另一种无线网络移动终端高速隧道接入方法，如图5所示，该方法包括：

S301：建立与TAM之间的3G通道的TCP连接。

S302：通过3G通道的TCP连接向TAM发送请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息。

S303：接收TAM发送的根据请求信息分配的隧道连接IP地址。

S304：通过3G通道的TCP连接接收TAM以预设时间为间隔发送的心跳信息。

其中，预设时间可以为30s，在本申请中不做限定，可以根据具体情况选择。移动终端通过接收TAM定时发送的心跳信息来维护3G通道的TCP连接的活性：

Receive(“Live”)

具体的，心跳信息为Data字段为Live的自定义数据包，具体如图6所示，图6是本发明实施例提供的一种数据包自定义字段的结构图，以下是该字段各个部分的含义：

(1)Head Length：指自定义字段长度的总和。

(2)Direction：指数据包的传输方向。取不同值的含义如下：

00:3G通道移动终端向TAM端传输数据包；

01:3G通道TAM端向移动终端传输数据包；

02:Wi-Fi通道移动终端向TAM端传输数据包；

03:Wi-Fi通道TAM端向移动终端传输数据包。

(3)Type：协议类型。

(4)Context：Type附带的一些参数。

以上两个部分的含义如下：

01:TAM端通过3G通道向移动终端传输数据包，TAM端与移动终端的3G接口建立TCP连接，并发送Addr_TL_MBT，Context中的格式为“TL:192.168.0.135:45654”，所有字符为英文字符，编码方式为ASCII编码；

02:移动终端通过3G/Wi-Fi通道向TAM端返回的确认消息，确认3G/Wi-Fi链接，Context中的数据为3G的IP，格式为“192.168.0.135”,所有字符为英文字符，编码方式为ASCII编码；

03:TAM端回复移动终端3G/WiFi链接的结果，Context的内容为“S”或者“F”；

04:断开3G/WiFi链接，不需要Context；

11:移动终端向TAM端返回的分流比例，Context中的格式为“13:11”,所有字符为英文字符，编码方式为ASCII编码,左边的数字表示相同时间内3G发送的包的数量，右侧的表示Wi-Fi，数字只能是整数，长度不限，注意的是每一位其实都是一个ASCII字符，所以“13:11”其实是由5个字符组成的；

21:把Data直接转发给底层物理通道的协议，Context为空。

S305：当检测到通过无线路由器验证的Wi-Fi信号后，建立与TAM之间的Wi-Fi通道的TCP连接，并获取与TAM建立Wi-Fi通道连接的移动终端的数量。

S306：计算数据包在3G通道和Wi-Fi通道的分配比和调整系数，并将分配比和调整系数保存并发送至TAM。

由于移动终端在Wi-Fi中移动迅速时信号的强度将会发生剧烈变化，从而影响未来一段数据流的分配比。为了更好的预测数据流在接下来的分配比，适应网络的动态变化，因此还要计算调整系数，从而利用调整系数进一步对数据包转发进行调整，主要步骤如图7所示，包括：

S401：利用Wi-Fi信号强度数据组记录并更新信噪比。

具体公式如下所示：

SNR[t-1]＝SNR[t]，SNR[t]＝SNRnow

即表示在下一时刻，当前时刻变为上一时刻，并依此后推进行信噪比的更新。

S402：根据信噪比计算各时刻信噪比的变化，并预测下一时刻的信噪比的变化。

具体的，计算各个时刻信噪比的变化：

ΔSNR[t-1]＝ΔSNR[t]，ΔSNR[t]＝SNR[t]-SNR[t-1]

预测下一个时刻信噪比的变化：

ΔSNR[t+1]＝2*ΔSNR[t]-ΔSNR[t-1]

S403：根据预测的下一时刻的信噪比的变化，预测下一时刻的信噪比；

预测下一个时刻信噪比的数值：

SNR[t+1]＝SNR[t]+ΔSNR[t+1]

S404：根据下一时刻的信噪比计算调整系数。

具体的，如果下一个时刻的信噪比SNR[t+1]大于当前信噪比门限thres(i)，说明信号增强迅速，计算调整系数T：

T＝{SNR[t+1]-thres(i)}/{thres(i+1)-thres(i)}

如果SNR[t+1]小于上次信噪比门限thres(i-1)，说明信号衰减迅速，计算调整系数：

T＝{SNR[t+1]-thres(i-1)}/{thres(i-1)-thres(i-2)}

如果thres(i-1)<(i-1)SNR[t+1]<thres(i)，调整系数T＝0。

最后，将计算得出的分配比和调整系数保存并发送至TAM:

Send(“P_i，T”)

S307：根据分配比和调整系数将数据包在3G通道和Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作。

具体的，如实施例一所述的方案，此处可以直接根据分配比将数据包在3G通道和Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作。

具体的，如图8所示，分流操作具体包括：

S501：依据调整系数和分配比在两个通道初始转发数据。

当数据虚拟隧道接收到应用层的IP分组后，检测其源地址是否为Addr_TL_MOB，检测映射表中是否有两个物理通道的对端IP地址。如果有，则依据调整系数T和分流比例P_i在双通道初始转发数据，双通道发送交替次数：SW＝1(即3G通道转发一次数据包，Wi-Fi通道转发一次数据包)，否则Wi-Fi通道或3G通道中的任意一条通道中断，算法都要终止，数据包转发不再启用双通道混合模式。

首先，在3G通道转发1个数据包；

然后在Wi-Fi通道转发数量为N_t＝SW*P_i+T的数据包，如果Wi-Fi通道有数据包转发，即N_t>1，则转到步骤S502；否则，继续在3G通道转发1个数据包。

其中，调整系数只在初始转发数据时起作用，在信号稳定后，只通过分配比进行分流。

S502：将分配比计算中的所有计数器变量进行初始化。

即：发送数据包总数：PK_Sum＝0；

双通道发送交替次数：SW＝1。

S503：依据分配比在两个通道上转发数据。

依据分配比P_i在双通道转发数据，即：

首先，在3G通道转发1个数据包；

然后，在Wi-Fi通道转发的固定数据包数量为：int(P_i)；

由于分配比不一定为整数，如档分配比为5:2时，SW＝1，在3G通道转发1个数据包，在Wi-Fi通道转发2个数据包，SW＝2，在3G通道转发1个数据包，在Wi-Fi通道就需要转发2+1个数据包，因此，还需要判断Wi-Fi通道是否还要转发1个数据包：

计算转发附加参数If_P＝int(P_i-int(P_i))×SW)-int(P_i-int(P_i))×(SW-1))，如果If_P>1，则在Wi-Fi通道再转发一个数据包，否则不再转发。

S504：判断转发的交替次数是否大于预设值。

当转发的交替次数大于预设值时，返回S502，否则继续S503。

增加双通道发送交替次数：SW＝SW+1，如果SW小于等于预设值100时，转到步骤S503；否则当交替次数大于预设值100时，转到步骤S502。

综上所述，本发明针对现有的手机等移动终端同时使用多种无线通信技术时存在的不足，主要是针对双通道切换出现错误或者产生较大时延的问题，提出了一种移动终端用的Wi-Fi与3G双通道混合隧道接入方法。该方法通过虚拟隧道接收应用程序的数据，通过TCP/IP协议栈将其封装为IP分组后；根据分流算法获得的分流比例将IP分组交替交给两个物理通道。物理通道的TCP/IP协议栈将收到的IP分组和自定义控制信息重新封装承新的IP分组，通过下层协议转发到对端。本发明专利同时开启了Wi-Fi和3G两个通道来建立一个虚拟隧道传输数据包，充分利用了空置资源，提高了移动终端的接入带宽，增加了数据传输的吞吐量。本发明专利中，3G通道始终处于开启状态，不会由于Wi-Fi通道的启用而被关闭，这就从根本上避免了由于数据传输在两个通道之间的切换出现的中断、抖动等问题，提高了数据传输的可靠性。移动终端系统以虚拟隧道连接的形式运行在通用的Andriod平台上，所有应用层软件均仅使用这一个隧道连接，感知不到底层是如何分流的，其他应用软件和本系统也是兼容的，因此，本系统还具有很强的通用性，可以在各种Andriod平台的移动终端上推广使用。

实施例三

如图9所示，图9为本申请实施例三提供的一种移动终端的双通道混合隧道构建方法的流程图。该方法是在虚拟隧道连接启用两个物理通道时TAM端的操作流程，包括：

S601：建立与移动终端之间的3G通道的TCP连接。

具体的，安装了TAM端的计算机启动软件后，会将网络接口的45654和45655两个端口打开，作为Socket连接的服务器端，监听移动终端通过3G通道和Wi-Fi通道发送的新的TCP连接请求。

当TAM端的45654端口检测到新接入的移动终端发送的Socket请求时，它向移动终端的3G通道返回确认消息，3G通道的TCP连接建立成功。

Send(“ACK”，“Addr_3G_MBT”)

S602：接收移动终端通过3G通道的TCP连接发送的请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息。

具体的，TAM端接收到了移动终端通过3G通道TCP连接发送的虚拟隧道IP地址的请求：

Recieve(“REQ”，“Addr_TL_MBT”)

S603：根据请求信息为移动终端分配一个隧道连接IP地址，并将隧道连接IP地址发送给移动终端。

TAM端会选择一个本网段的IP地址Addr_TL_MBT，并在Linux操作系统中将该地址注册为网络接口的一个新地址，然后向移动终端发送为隧道分配的IP地址：

Send(“Addr_TL_MBT”)

同时，将分配的Addr_TL_MBT和移动终端Addr_3G_MBT的对应关系保存到终端注册表中。

S604：根据移动终端的请求建立与移动终端之间的Wi-Fi通道的TCP连接，同时将通过Wi-Fi通道连接的移动终端的数量发送给移动终端。

TAM端的45655端口检测到移动终端通过Wi-Fi通道发送过来TCP连接请求，TAM端向移动终端返回确认消息，Wi-Fi通道的TCP连接建立成功。同时TAM端将自己Wi-Fi通道连接的移动终端数量NUM_WF_MBT返回给移动终端：

Send(“ACK”,“NUM_WF_MBT”)

S605：接收移动终端发送的数据包在3G通道和Wi-Fi通道进行分流的分配比。

其中，分配比是移动终端根据3G通道的通道参数、Wi-Fi通道的通道参数和移动终端的数量计算的，具体计算参见实施例一，在此不再赘述。

S606：将3G通道的IP地址、Wi-Fi通道的IP地址、隧道连接IP地址和分配比的对应关系存储到终端注册表。

具体的，TAM将移动终端隧道IP地址Addr_TL_MBT，双通道IP地址Addr_WF_MBT、Addr_3G_MBT，双通道当前的分流比例P_i之间的对应关系存入到存储到分流终端注册表中，以便对数据包在两个通道上的分流操作提供依据。

由以上技术方案可知，本申请实施例三公开的该种移动终端的双通道混合隧道构建方法，通过在移动终端和TAM之间构建了一条使用Wi-Fi和3G两个物理通道传输数据的隧道，在保证3G通道一直进行数据传输的基础上，还可以加入Wi-Fi通道同时进行数据传输，这样不仅提高了移动终端的接入带宽，而且避免了通道的切换造成的数据传输时延，提高了数据传输的可靠性。

实施例四

在实施例三的基础上，本申请提供了另一种无线网络移动终端高速隧道接入方法，如图10所示，该方法包括：

S701：建立与移动终端之间的3G通道的TCP连接。

S702：接收移动终端通过3G通道的TCP连接发送的请求分配一个隧道连接IP地址的请求信息。

S703：根据请求信息为移动终端分配一个隧道连接IP地址，并将隧道连接IP地址发送给移动终端。

S704：以预设时间为间隔通过3G通道的TCP连接向移动终端发送心跳信息。

具体的，每隔预设时间，如30秒，通过该3G通道的TCP连接向移动终端发送心跳信息，维护3G通道上的TCP连接的活动性：

Send(“Live”)

S705：根据移动终端的请求建立与移动终端之间的Wi-Fi通道的TCP连接，同时将通过Wi-Fi通道连接的移动终端的数量发送给移动终端。

S706：接收移动终端发送的数据包在3G通道和Wi-Fi通道进行分流的分配比和调整系数。

其中，调整系数的计算参见实施例二，在此不再赘述。

S707：将3G通道的IP地址、Wi-Fi通道的IP地址、隧道连接IP地址和分配比、调整系数的对应关系存储到终端注册表。

S708：根据终端注册表中的对应关系将数据包在3G通道和Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作。

TAM端利用3G通道与Wi-Fi通道上已经建立的两个TCP连接，根据分流比例和调整系数，对虚拟隧道上数据的分流操作。

具体的分流操作过程可参见实施例三，其中，在进行数据包转发时，如果分组的目的IP地址是TAM端的接口IP地址Addr_EN_TAM，则说明该分组是开启分流功能的移动终端发出的，TAM端要进行混流操作。TAM端去掉其TCP首部和IP首部，根据其中封装的自定义字段确定该分组的顺序，再将隧道内部封装的IP分组取出，按照顺序交给下层协议向外转发出去。

如果分组的目的IP地址不是Addr_EN_TAM，则说明该分组不是开启分流功能的移动终端发出的。TAM端首先根据分组的目的IP地址在分流终端注册表中查询，判断分组是否是发往在本TAM注册的分流终端的虚拟隧道连接。如果可以查询到，则说明分组是发往开启分流功能的移动终端的。根据表中的设定分配比例，在Wi-Fi和3G两个物理通道中选择一个通道，将IP分组和自定义字段作为数据，交给物理接口的TCP/IP协议栈进行转发。TAM端物理接口封装这些数据到新IP分组的过程与移动终端相同。重新封装后的IP分组源地址为Addr_EN_TAM，目的地址为Addr_WF_MBT或Addr_3G_MBT，通过相应的物理通道向移动终端发送。如果不能在分流终端注册表中查询到分组的目的IP地址，则说明它是未开启分流功能的终端之间传输的分组，TAM端程序不做处理。

由以上技术方案可知，本申请同时开启了Wi-Fi和3G两个通道来建立一个虚拟隧道传输数据包，充分利用了空置资源，提高了移动终端的接入带宽，增加了数据传输的吞吐量。由于3G通道始终处于开启状态，不会因为Wi-Fi通道的启用而被关闭，这就从根本上避免了由于数据传输在两个通道之间的切换出现的中断、抖动等问题，提高了数据传输的可靠性。移动终端系统以虚拟隧道连接的形式运行在通用的Andriod平台上，所有应用层软件均仅使用这一个隧道连接，感知不到底层是如何分流的，其他应用软件和本系统也是兼容的，因此，本系统还具有很强的通用性，可以在各种Andriod平台的移动终端上推广使用。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，其特征在于，包括：

建立与隧道接入管理端TAM之间的3G通道的TCP连接；

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在所述接收所述TAM发送的根据所述请求信息分配的隧道连接IP地址后，还包括：通过所述3G通道的TCP连接接收所述TAM以预设时间为间隔发送的心跳信息。

3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在计算出所述分配比后还包括：计算调整系数，并将所述调整系数保存并发送至所述TAM。

4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述调整系数的计算方法包括：

利用Wi-Fi信号强度数据组记录并更新信噪比；

根据所述下一时刻的信噪比计算所述调整系数。

5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述分配比的计算方法包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述将所述分配比保存并发送至所述TAM后，还包括：根据所述分配比将数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作；

7.一种移动终端的双通道混合隧道构建方法，其特征在于，包括：

建立与移动终端之间的3G通道的TCP连接；

8.根据权利要求7所述的构建方法，其特征在于，在所述将所述隧道连接IP地址发送给所述移动终端后，还包括：以预设时间为间隔通过所述3G通道的TCP连接向所述移动终端发送心跳信息。

9.根据权利要求7所述的构建方法，其特征在于，还包括：接收所述移动终端发送的数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道进行分流的调整系数，并将所述调整系数存储到所述终端注册表。

10.根据权利要求7所述的构建方法，其特征在于，在所述将所述对应关系存储到终端注册表后，还包括：根据所述终端注册表中的对应关系将数据包在所述3G通道和所述Wi-Fi通道两个通道上进行分流操作。