CN106993311A - 基站数据优化传输方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基站数据优化传输方法与系统，获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文，判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文，若是，则检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断所述PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文，若存在，则丢弃所述TCP重复应答报文。整个过程中，围绕TCP重复应答报文对TCP传输的影响，利用基站PDCP对终端TCP重复应答报文进行处理，充分兼顾TCP传输协议本身的复杂多样性，使PDCP重传机制利用最大化，减少不必要的服务器重传，能够显著提高基站中TCP报文的传输速率，实现优良的基站数据优化传输效果。

Description

基站数据优化传输方法与系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及基站数据优化传输方法与系统。

背景技术

在移动通信技术领域，基站设备部署于运营商核心网络之下，其为手机终端客户提供的速率体验受整个回传中每个结点设备的影响。在商用部署中时常出现由于空口环境差、核心网络设备或者传输网络设备配置异常，比如网关缓存参数配置异常或者传输网络参数配置异常等，导致整条回传链路的时延增大，传输性能大幅降低，空口丢包或者基站超时丢包情况加剧，进而导致终端设备不断请求重传，导致TCP(Transmission ControlProtocol，即传输控制协议)传输窗口急剧缩减，从而导致速率降低，严重影响用户速率体验。此类问题使得基站有了优化传输链路的必要性，用以提高通信系统的传输性能。

传统优化传输方案大多基于传输网络的优化策略，其核心是在传输网络设备代理接收服务器数据和终端数据并存储至缓存，并对相应终端设备和服务器的应答报文作出回应的策略。大多数在基站对数据传输的优化都是基于MAC(Media Access Control，媒体介入控制)层、RLC(Radio Link Control，无线链路控制)层或者PDCP(Packet DataConvergence Protocol，分组数据汇聚协议)层的重传，即优化终端MAC层、RLC层或者PDCP层请求的重传。

上述优化方式虽然一定程度上能够实现基站数据优化传输，但是由于并不深入到用户TCP/IP分组数据内容，未能掌握用户传输层数据动态，只对TCP/IP报文进行透传，并未涉及基于PDCP层的优化，导致存在对基站数据优化传输效率不佳问题。

发明内容

基于此，有必要针对一般基站数据优化传输方式存在优化不佳的问题，提供一种数据优化传输效果优良的基站数据优化传输方法与系统。

一种基站数据优化传输方法，包括步骤：

获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文；

若是，则检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文；

若存在，则丢弃TCP重复应答报文。

一种基站数据优化传输系统，包括：

数据获取模块，用于获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

第一判断模块，用于判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文；

第二判断模块，用于当上行PDCP数据报文携带TCP重复应答报文时，检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文；

丢弃处理模块，用于当PDCP下行缓存队列中存在终端要求重传的TCP报文时，丢弃TCP重复应答报文。

本发明基站数据优化传输方法与系统，获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文，判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文，若是，则检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文，若存在，则丢弃TCP重复应答报文。整个过程中，围绕TCP重复应答报文对TCP传输的影响，利用基站PDCP对终端TCP重复应答报文进行处理，充分兼顾TCP传输协议本身的复杂多样性，使PDCP重传机制利用最大化，减少不必要的服务器重传，能够显著提高基站中TCP报文的传输速率，实现优良的基站数据优化传输效果。

附图说明

图1为常规LTE基站数据处理结构示意图；

图2为采用本发明基站数据优化传输方法改进后的LTE基站数据处理结构示意图；

图3为本发明基站数据优化传输方法其中一个实施例的流程示意图；

图4为本发明基站数据优化传输方法其中一个应用实例的流程示意图；

图5为本发明基站数据优化传输系统其中一个实施例的结构示意图；

图6为本发明基站数据优化传输系统集成应用至基站PDCP下行数据处理后得到的PDCP下行数据处理装置结构示意图。

具体实施方式

为清楚解释本发明基站数据优化传输方法与系统的理论依据以及具体的技术方案，下面将以现有技术为基础，详细阐述本发明基站数据优化传输方法与系统的理论依据以及发明构思。

通信网络中接入基站，其功能是处理空口和网络数据交换、转发，所以在基站中实现并完善优化传输具有很重要的意义，以LTE(Long Term Evolution，长期演进)基站为例，其数据传输处理大致涉及MAC、RLC、PDCP、GTP(GPRSTunnellingProtocol，GPRS隧道协议)等主要协议。其中GTP层数据形态衔接网络数据传输与基站内部PDCP等协议数据处理，涉及的协议结构如图1所示。在图1传输结构中添加TCP重复处应答理单元，深入基站协议子层重传终端要求重传的TCP报文，并丢弃TCP重复应答报文，改进后的协议结构如图2所示。在正常的数据传输过程中，基站的PDCP、RLC和MAC层都会将高层传来的数据保存至缓存队列，然后再对队列中的数据报文进行相应的协议处理再发至底一层。

下面将以LTE基站为例，详细说明各层的功能与数据处理过程。

1、GTP协议相关处理，GTP承接网络侧数据，基于终端的IP数据包，添加相应的头部信息，打包后即发往网络侧，反向同理，接收来自网络侧的数据，剔除GTP相应头部信息，发往基站下游模块(PDCP)。

2、PDCP协议相关处理，分组数据汇聚协议层属于无线接口协议栈的第二层。处理控制平面的无线资源管理消息以及用户平面的英特网协议(IP)包。在用户平面上，PDCP子层得到来自上层的IP数据分组包后添加PDCP头部SN(SerialNumber，序列号)存储至缓存队列中，然后对IP数据分组进行头部压缩、加密(如果有必要)处理后发至底层RLC层，反向同理，接收来自RLC子层的数据，经过头部解压缩、解密，还原用户的英特网协议(IP)数据分组包发往上游模块(GTP)。当对端PDCP层要求重传PDCP数据报文时，本端PDCP层从下行缓存队列中取出需要重传的PDCP数据报文放入PDCP下行数据处理单元进行处理后转发至RLC层。

3、RLC，主要执行分段/级联、按序递交等功能。MAC，主要执行调度、SDU复用与解复用等功能。PHY(Physical Layer，物理层协议)协议为物理层协议，负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它电信物理层功能。物理层以传输信道的方式为MAC层提供服务。

为了提升基站对TCP报文传输的效率，使基站资源得到最大利用，本发明基站数据优化传输方法与系统提出通过利用PDCP下行缓存队列中存储的PDCP数据报文包含有TCP报文全部信息的特点，利用已有PDCP重传机制对TCP报文进行重传，并丢弃TCP重复应答报文，因此可减少不必要的服务器重传，缓解TCP重复应答报文导致TCP传输窗口缩小的问题，显著提升基站数据传输效率。

如图3所示，一种基站数据优化传输方法，包括步骤：

S200：获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文。

如图1所示，在实际应用中，基站包括有GTP层、PDCP层、RLC层、MAC层以及PHY层，终端UE(User Equipment，用户设备)上传至基站的数据一层层进行处理传输。在这里上行PDCP数据报文是由RLC层发送至PDCP的数据，具体来说，基于PDCP中周期性定时器，定时接收RLC层的上行PDCP数据报文，还可以将数据报文缓存至PDCP上行缓存队列，若周期性定时器超时，则跳转至下一步骤，否则保持等待直至定时器超时，判断上行缓存队列中，是否仍有本周期尚未处理的数据报文，若无，则说明所有数据包均已被处理，或缓存为空，此时重新返回定时接收RLC层的上行PDCP数据报文的步骤，若有，说明还有数据包未被处理，此时读取PDCP上行缓存队列中单个周期内未被处理的上行PDCP数据报文。

S400：判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文。

S600：若是，则检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文。

判断在PDCP层的上行PDCP数据报文中是否携带与TCP重复应答报文，若是，则检索对应的(上行对应下行)的PDCP下行缓存队列，判断在该PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文，即判断在该PDCP下行缓存队列中是否存在PDCP的下行数据报文。非必要的，当PDCP层的上行PDCP数据报文中未携带TCP重复应答报文时，表明不存在不必要的服务器重传问题，此时直接将PDCP层的上行PDCP数据报文上传至GTP层，以便最终发送到外部网络侧。

S800：若存在，则丢弃TCP重复应答报文。

当PDCP下行缓存队列中存在终端要求重传的TCP报文时，丢弃TCP重复应答报文。在PDCP下行缓存队列中存在终端要求重传的TCP报文时，由于PDCP下行缓存队列中存储的PDCP数据报文包含有TCP报文全部信息的特点，利用已有PDCP重传机制对TCP报文进行重传，并丢弃TCP重复应答报文，因此可减少不必要的服务器重传。

本发明基站数据优化传输方法，获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文，判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文，若是，则检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文，若存在，则丢弃TCP重复应答报文。整个过程中，围绕TCP重复应答报文对TCP传输的影响，利用基站PDCP对终端TCP重复应答报文进行处理，充分兼顾TCP传输协议本身的复杂多样性，使PDCP重传机制利用最大化，减少不必要的服务器重传，能够显著提高基站中TCP报文的传输速率，实现优良的基站数据优化传输效果。

在中一个实施例中，判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文的步骤之后还包括：

若否，则将上行PDCP数据报文上传至GTP层。

当上行PDCP数据报文未携带TCP重复应答报文时，为了确保通信的完整性以及基站正常通信功能，直接将上行PDCP数据报文上传至GTP层。

在其中一个实施例中，获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文的步骤包括：

步骤一：周期性接收RLC层发送至PDCP层的上行PDCP数据报文。

可以通过PDCP层内置的定时器，设定周期时间，周期性接收RLC层发送至PDCP层的上行PDCP数据报文，单个周期视为单个处理周期。

步骤二：将接收的上行PDCP数据报文缓存至PDCP上行缓存队列。

将步骤一种接收到的PDCP层的上行PDCP数据报文缓存在PDCP上行缓存队列中。非必要的，除了将数据缓存在外还可以对上行PDCP数据报文进行头部压缩和解密处理。

步骤三：读取PDCP上行缓存队列中单个周期内未被处理的上行PDCP数据报文。

上行PDCP数据报文是周期性接收的，单个周期可以视为整个上行PDCP数据报文的处理周期，若在单个周期内PDCP上行缓存队列中不存在未被处理的上行PDCP数据报文，则表明在本处理周期内数据均已经被处理完或缓存为空，数据处理流畅，不存在积压或处理缓慢的情况，若在单个周期内PDCP上行缓存队列中存在未被处理的上行PDCP数据报文，则表明当前还有数据需要处理，此时读取PDCP上行缓存队列中单个周期内未被处理的上行PDCP数据报文。

为更进一步详细解释本发明基站数据优化传输方法的技术方案，下面将采用具体应用实例，并结合附图4进行说明。

具体来说，在实际应用中，本发明基站数据优化传输方法具体包括如下处理步骤：

步骤S101，周期性定时器，定时接收RLC层的上行PDCP数据报文并缓存数据报文，然后对数据报文进行处理，包括缓存、头部解压缩和解密(如果有必要)、转发等，若周期性定时器超时，则转S102，否则保持等待直至定时器超时；

步骤S102，判断报文缓存中，是否仍有本周期尚未处理的数据报文，若无，则说明所有数据包均已被处理，或缓存为空，则返回S101，否则进入S103；

步骤S103，从缓存中读取未被处理过的数据报文信息，转至S104；

步骤S104，判断上述上行PDCP数据报文是否为TCP重复应答报文，若不是则转S107，若是，转至S105；

步骤S105，检索对应PDCP下行缓存队列，判断缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文即下行PDCP数据报文，若不存在，则转S107，若存在则转至S106；

步骤S106，丢弃上述TCP重复应答报文即上行PDCP数据报文，转至S108。

步骤S107，将上述上行PDCP数据报文转发至GTP层，转至S108；

步骤S108，处理完毕。

如图5所示，一种基站数据优化传输系统，包括：

数据获取模块200，用于获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文。

第一判断模块400，用于判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文。

第二判断模块600，用于当上行PDCP数据报文携带TCP重复应答报文时，检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文。

丢弃处理模块800，用于当PDCP下行缓存队列中存在终端要求重传的TCP报文时，丢弃TCP重复应答报文。

本发明基站数据优化传输系统，数据获取模块200获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文，第一判断模块400判断上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文，当上行PDCP数据报文携带TCP重复应答报文时，第二判断模块600检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文，当PDCP下行缓存队列中存在终端要求重传的TCP报文时，丢弃处理模块800丢弃TCP重复应答报文。整个过程中，围绕TCP重复应答报文对TCP传输的影响，利用基站PDCP对终端TCP重复应答报文进行处理，充分兼顾TCP传输协议本身的复杂多样性，使PDCP重传机制利用最大化，减少不必要的服务器重传，能够显著提高基站中TCP报文的传输速率，实现优良的基站数据优化传输效果。

在其中一个实施例中，基站数据优化传输系统还包括：

第一上传模块，用于当PDCP下行缓存队列中不存在终端要求重传的TCP报文时，将上行PDCP数据报文上传至GTP层

在其中一个实施例中，基站数据优化传输系统还包括：

第二上传模块，用于当上行PDCP数据报文未携带TCP重复应答报文时，将上行PDCP数据报文上传至GTP层。

在其中一个实施例中，获取模块200包括：

接收单元，用于周期性接收RLC层发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

缓存单元，用于将接收的上行PDCP数据报文缓存至PDCP上行缓存队列；

读取单元，用于读取PDCP上行缓存队列中单个周期内未被处理的上行PDCP数据报文。

在其中一个实施例中，获取模块200还包括：

压缩解密单元，用于对上行PDCP数据报文进行头部压缩和解密处理。

非必要的，在实际应用中，可以将本发明基站数据优化传输系统集成至基站常规的PDCP下行数据处理中，集成之后获得如图6所示的，PDCP下行数据处理装置。该装置包括PDCP上行数据报文接收模块、PDCP上行数据报文缓存模块、TCP重复应答处理模块、PDCP上行数据报文转发模块。

其中，PDCP上行数据报文接收模块，实时接收RLC层发来的上行数据报文；PDCP上行数据报文缓存模块，在缓存空间充足的情况下，将接收到的上行数据报文分别缓存至上行缓存队列中；TCP重复应答处理模块，判断RLC层发来的数据报文是否为TCP重复应答报文，如果是则判断PDCP下行缓存队列中是否存有该重复应答要求重传的报文，若是则丢弃TCP重复应答报文。PDCP上行数据报文转发模块，将非上行TCP应答的PDCP数据报文和是TCP应答报文以及未被丢弃的PDCP数据报文发送至GTP层。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基站数据优化传输方法，其特征在于，包括步骤：

获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

判断所述上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文；

若是，则检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断所述PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文；

若存在，则丢弃所述TCP重复应答报文。

2.根据权利要求1所述的基站数据优化传输方法，其特征在于，所述判断所述PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文之后还包括：

若不存在，则将所述上行PDCP数据报文上传至GTP层。

3.根据权利要求1所述的基站数据优化传输方法，其特征在于，所述判断所述上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文的步骤之后还包括：

若否，则将所述上行PDCP数据报文上传至所述GTP层。

4.根据权利要求1所述的基站数据优化传输方法，其特征在于，所述获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文的步骤包括：

周期性接收RLC层发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

将接收的所述上行PDCP数据报文缓存至PDCP上行缓存队列；

读取所述PDCP上行缓存队列中单个周期内未被处理的上行PDCP数据报文。

5.根据权利要求4所述的基站数据优化传输方法，其特征在于，所述周期性接收RLC层发送至PDCP层的上行PDCP数据报文的步骤之后还包括：

对所述上行PDCP数据报文进行头部压缩和解密处理。

6.一种基站数据优化传输系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

第一判断模块，用于判断所述上行PDCP数据报文是否携带TCP重复应答报文；

第二判断模块，用于当所述上行PDCP数据报文携带TCP重复应答报文时，检索对应的PDCP下行缓存队列，并判断所述PDCP下行缓存队列中是否存在终端要求重传的TCP报文；

丢弃处理模块，用于当所述PDCP下行缓存队列中存在终端要求重传的TCP报文时，丢弃所述TCP重复应答报文。

7.根据权利要求6所述的基站数据优化传输系统，其特征在于，还包括：

第一上传模块，用于当所述PDCP下行缓存队列中不存在终端要求重传的TCP报文时，将所述上行PDCP数据报文上传至GTP层。

8.根据权利要求6所述的基站数据优化传输系统，其特征在于，还包括：

第二上传模块，用于当所述上行PDCP数据报文未携带所述TCP重复应答报文时，将所述上行PDCP数据报文上传至所述GTP层。

9.根据权利要求6所述的基站数据优化传输系统，其特征在于，所述获取模块包括：

接收单元，用于周期性接收RLC层发送至PDCP层的上行PDCP数据报文；

缓存单元，用于将接收的所述上行PDCP数据报文缓存至PDCP上行缓存队列；

读取单元，用于读取所述PDCP上行缓存队列中单个周期内未被处理的上行PDCP数据报文。

10.根据权利要求9所述的基站数据优化传输系统，其特征在于，所述获取模块还包括：

压缩解密单元，用于对所述上行PDCP数据报文进行头部压缩和解密处理。