CN1866811A - 利用空闲带宽提高发送成功率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用空闲带宽提高发送成功率的方法，其核心是：当当前发送状态为空闲模式时，选择相应的数据报文段进行发送。通过本发明，能够利用空闲带宽进行数据的主动重发，从而能够提高数据报文段发送的成功率，并提高信道资源的利用率；而且本发明通过利用空闲带宽进行数据报文段的主动重发带来的时间分集增益，能够达到降低时延的目的。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及利用空闲带宽进行数据的发送。
背景技术
在进行数据传输时，由于错误或是数据报文段的丢失是随机的，故为了保证传输的正确性，需要对错误或传输过程中丢失的数据报文段进行重传。对于重传的处理，通常的方法是发送端通过解析对端的状态报告确定需要重传的数据。在进行数据发送时，发送端一般将等待发送的新数据(没有被发送过的数据)放入发送缓冲区；将已经确认对端未正确接收的数据报文段，放入重传缓冲区中。当发送端接收到对端发送的数据接收情况的状态报告时，将存放在重传缓冲区中的数据进行重传。
与本发明相关的现有技术为：发送端只有在接收到接收端发送回的状态报告后，才会进行一次数据报文段的重发操作。此种发送方式，对于有线网络是一种有效的方案，但对于无线网络，此种策略并不能充分地利用信道带宽资源，从而导致更长的时延。
下面举例分析现有技术为什么不能充分地利用信道带宽资源。
当发送端等待接收端的状态报告时，无疑会存在一定的空闲，这里将发送端的发送状态总结为两种模式：正常(normal)模式和空闲(idle)模式。当前发送状态处于正常(normal)模式时，发送缓冲区或重传缓冲区中存在数据等待发送；当前发送状态处于空闲(idle)模式时，发送缓冲区和重传缓冲区中均不存在数据等待发送。
假设发送端接收到的状态报告内容为：接收端在第5个TTI信道以后才可能接收到发送端发送的数据，同时发送的数据仅有2个，发送端仅在第1，2个TTI信道有数据发送(即在这几个信道，发送端的当前发送状态处于normal模式)，之后因为发送端的数据已经发送完毕，第3至7个TTI信道将处于空闲状态(即在这几个信道，发送端的当前发送状态处于idle模式)。对于突发错误信道，这种等待发送方式，将会人为地增大传输时延。如表一所示，表中TTI表示发送时刻；tx_buf表示发送缓冲区中待传数据的序号；retx_buf表示重传缓冲区待传数据的序号；tmp_tx_sn表示已发送的数据的序号；tmp_tx_times表示已发送数据的次数；tx_sn表示当前时刻发送数据的序号；tx_state表示当前发送状态；status report表示状态报告内容，空表示没有状态报告，x/W表示序号x未正确接收，x/R表示序号x正确接收；n表示normal模式，i表示idle模式。Rx_state表示接收端数据接收情况；Deliver_state表示接收端是否递交，Y表示是的。
| TTI | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| tx_buf | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
| retx_buf | 3，4 | 4 | x | x | x | x | 3 | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
| tmp_tx_sn | 3 | 3，4 | x | x | x | x | 3 | x | X | x | x | x | x | x | x | x | x |
| tmp_tx_times | 1 | 1，1 | x | x | x | x | 1 | x | X | x | x | x | x | x | X | x | … |
| tx_sn | 3 | 4 | x | x | x | x | 3 | x | X | x | x | x | x | x | X | x | … |
| tx_state | n | n | i | i | i | i | n | i | i | i | i | i | i | i | i | i | … |
| Status report | 3/W，4/R | 3/R | |||||||||||||||
| Rx_state | - | - | 3/W | 4/R | 3/R | ||||||||||||
| Deliver_state | Y |
表一
在表一中，系统在TTI＝1、TTI＝2处于normal模式，此时分别发送3和4号数据。随后由于发送端和接收端的报告机制，导致了状态报告需要等到TTI＝7时，才获得状态报告，同时在TTI＝7时，从重传状态报告的内容中指明的需要重传的数据为3，之后，在TTI＝9时，接收端正确接收到重发数据3，接收端可以向上递交该报文段。发送端在等待到TTI＝13时，接收到接收端的状态报告，此时传输完成。在表一中，还可以看到，TTI＝3～6，以及TTI＝8～13这两段时期内，发送端处于等待数据的接收状态报告时段，此时没有新数据需要发送，此时的带宽处于idle状态。如果数据重传的次数越多，则递交的时延将会越大。对于接收端，只有正确接收到某个数据的所有分段后，才会重组该数据，而后递交给其高层。
由上述现有技术的技术方案可以看出，其存在如下缺陷：
1、现有技术存在一定信道资源的浪费。如表一中所示的tx_state标识为idle的信道带宽资源不能得到充分的利用。
2、因为只有在接收到对端的状态报告时，发送端才重发数据报文，因此现有技术对于突发错误信道的情况，将会造成更大的发送时延。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用空闲带宽提高发送成功率的方法，通过本发明，能够利用空闲带宽进行数据的主动重发，从而能够提高数据发送的成功率，并提高信道资源的利用率；而且本发明通过利用空闲带宽进行数据的主动重发带来的时间分集增益，能够达到降低时延的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供的一种利用空闲带宽提高发送成功率的方法，包括：
A、当当前发送状态为空闲模式时，选择的相应的数据报文段进行发送。
其中，所述步骤A具体包括：
A1、检测当前发送状态，当确认所述当前发送状态为正常模式时，则优先选择需要重传的数据报文段进行发送；当确认所述当前发送状态为空闲模式时，则按照一定的发送策略选择相应的数据报文段进行发送。
其中，所述步骤A1具体包括：
A11、检测当前重传缓冲区中是否存在数据报文段，如果存在，则确认当前发送状态处于正常模式，并优先调度其内的数据报文段进行发送；如果所述重传缓冲区中不存在数据时，则执行步骤A12；
A12、检测当前发送缓冲区中是否存在数据报文段，如果存在，则确认当前发送状态依然处于正常模式，并调度其内的数据报文段进行发送；如果不存在，则执行步骤A13；
A13、按照一定的发送策略选择的相应的数据报文段进行发送。
其中，所述步骤A还包括：
A2、如果有接收端的状态报告，发送端根据接收端反馈的状态报告判断所述接收端是否成功接收到所发送的数据报文段，如果确认成功，则在等待确认缓冲区中删除所述数据，然后转入步骤A1；如果确认失败，则将所述数据移动到所述重传缓冲区中等待重新发送，然后转入步骤A1。
其中，在所述步骤A1和步骤A2之间还包括：
A3、比较等待确认缓冲区中的所有数据报文段的发送次数值，如果计数次数不同，则从中选择计数次数最少的数据报文段；如果计数次数相同，则执行步骤A4；
A4、比较等待确认缓冲区中的所有数据报文段的优先级，如果不相同，则选择优先级最高的数据报文段；如果相同，则按照写入待确认缓冲区的先后顺序选择发送的数据报文段；
A5、在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
其中，在所述步骤A1和步骤A2之间还包括：
A6、比较等待确认缓冲区中的发送次数值小于发送次数阈值的所有数据报文段的发送次数值，如果发送次数不同，则从中选择次数值最小的数据报文；如果发送次数相同，则执行步骤A7；
A7、比较等待确认缓冲区中的发送次数小于阈值的所有数据报文段的优先级，如果不相同，则选择优先级最高的数据报文段；如果相同，则按照写入待确认队列的先后顺序选择数据报文段；
A8、在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
其中，在所述步骤A1和步骤A2之间还包括：
A9、统计空闲模式下发送的所有数据报文段的总发送次数值；
A10、判断所述总发送次数是否超过设置的比例阈值乘以所有需要发送的数据报文段的个数，若超过，则停止在空闲模式下发送数据报文段；否则，继续按照一定的发送策略选择相应的数据报文段；
A11、在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
其中，在所述步骤A1之前还包括：将对应每个数据报文段的发送次数计数器的发送次数值进行初始化。
其中本发明所述的方法还包括：
A01、设置空闲模式下发送数据时的每个数据包发送次数阈值；或，
A02、设置空闲模式下发送数据报文段的比例阈值。
其中本发明所述的方法还包括：设置数据报文段的优先级。
其中，所述发送策略包括：循环发送策略、交替发送策略或随机进行发送的策略。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，当检测到所述当前发送状态为空闲模式时，本发明选择的相应的数据报文段进行发送。因此通过本发明，能够利用空闲带宽进行数据的主动重发，从而能够提高数据发送的成功率，并提高信道资源的利用率；而且本发明通过利用空闲带宽进行数据的主动重发带来的时间分集增益，能够达到降低时延的目的。
附图说明
图1为本发明提供的第二实施例的流程图。
具体实施方式
针对本发明所述的方法，本发明提供了第一实施例，其核心是：当当前发送状态为空闲模式时，选择相应的数据报文段进行发送。为了描述该方案，在发送端设置不同的缓冲区，用于存放不同发送状态的数据队列。这些缓冲区包括：
发送缓冲区：用于存放等待发送的新数据(没有被发送过的数据)队列；
重传缓冲区：用于存放已经确认对端未正确接收的数据队列；
等待确认缓冲区：用于存放已经被发送出去，但还没有收到对端确认的数据队列。
在进行数据发送时，如果等待确认缓冲区确认其内的数据被对端确认，则删除这些数据；如果确认其内的数据未被对端确认(被对端正确接收)，则将这些数据移到重传缓冲区中，等待重新发送。发送缓冲区和重传缓冲区内的数据被发送后，移动到待确认缓冲区。
针对本发明所述的方法，本发明提供了第一实施例，核心是，当检测到当前发送状态为正常模式时，则首先选择需要重传的数据报文段进行发送，当检测到当前发送状态为空闲模式时，则按照一定的发送策略选择相应的数据报文段进行发送。其实施过程具体包括如下步骤：
步骤11，检测当前发送状态，当确认所述当前发送状态为正常模式时，则按照优先选择需要重传的数据报文段，其次选择尚未传送过的数据报文段的原则选择发送的数据报文段；当确认所述当前发送状态为空闲模式时，则按照一定的发送策略选择相应的数据报文段。
步骤12，将所述选择的数据报文段进行发送。
如果有接收端的状态报告，则执行步骤13，即发送端根据接收端反馈的状态报告判断所述接收端是否成功接收到所发送的数据报文段，如果确认成功，则删除所述数据报文段，然后转入步骤11；如果确认失败，则将所述数据报文段转移到重传缓冲区中等待重新发送，然后转入步骤11。
本发明提供的第二实施例，其较第一实施例更为优化，其具体实施过程如图1所示，包括：
步骤101，检测当前重传缓冲区中是否存在数据队列，如果存在，则说明当前发送状态处于正常模式(normal模式)，于是执行步骤102，优先调度重传缓冲区中的数据报文段进行发送；如果所述重传缓冲区中不存在数据队列时，则执行步骤103。
步骤103，检测当前发送缓冲区中是否存在数据队列，如果存在，则说明当前发送状态依然处于正常模式(normal模式)，于是执行步骤104，调度其内的数据报文段进行发送；如果不存在，则说明当前发送状态处于空闲模式(idle模式)，于是转入步骤105。
步骤105，按照一定的发送策略选择相应的数据报文段进行发送。
譬如，按照round-robin循环发送的策略选择相应的数据报文段，按照交替发送的策略，或随机发送的策略选择相应的数据报文。
步骤106、如果有接收端的状态报告，发送端根据接收端反馈的状态报告判断所述接收端是否成功接收到所发送的数据报文段，如果确认成功，则执行步骤107，即在等待确认缓冲区中删除所述数据报文段，然后转入步骤101；如果确认失败，则执行步骤108，即将所述数据移动到所述重传缓冲区中等待发送，然后转入步骤101。
下面根据表二进一步说明本发明的实施例，所述表二如下所示：表中TTI表示发送时刻；tx_buf表示发送缓冲区中待传数据的序号；retx_buf示重传缓冲区待传数据的序号；tmp_tx_sn表示已发送的数据的序号；tmp_tx_times表示已发送数据报文段的次数；tx_sn表示当前时刻发送数据报文段的序号；tx_state表示当前发送状态；status report表示状态报告内容，空表示没有状态报告；x/W表示序号x未正确接收，x/R表示序号x正确接收；n表示normal模式，i表示idle模式。Rx_state表示接收端数据报文段接收情况；Deliver_state表示接收端是否递交，Y表示是的。
| TTI | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| tx_buf | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
| retx_buf | 3，4 | 4 | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
| tmp_tx_sn | 3 | 3，4 | 3，4 | 3，4 | 3，4 | 3，4 | 3，4 | 3 | 3 | 3 | x | x | x | x |
| tmp_tx_times | 1 | 1，1 | 2，1 | 2，2 | 3，2 | 3，3 | 2，1 | 4，3 | 5，3 | 6，3 | x | x | x | … |
| tx_sn | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | x | x | x | … |
| tx_state | n | n | n | n | n | n | n | n | n | n | i | i | i | … |
| status report | 3/W，4/R | 3/R | ||||||||||||
| Rx_state | - | - | 3/W | 4/R | 3/R | 4/W | ||||||||
| Deliver_state | Y |
表二
在表二中，系统检测到当前发送状态为normal模式，则首先发送尚未发送过的数据报文段，即在TTI＝1时，发送数据报文段3；在TTI＝2发送数据报文段4。随后系统检测到当前发送状态为idle模式，其仍然按照先前的发送顺序分别发送数据报文段3和4。由于发送端和接收端的报告机制，导致了状态报告需要等到TTI＝7时，才获得状态报告，此时，发送端获取到的状态报告内容为“3/W，4/R”，表示数据报文段3未能正确接收，数据报文段4已经被正确接收，于是，系统继续在idle模式下发送接收端未能正确接收的数据报文段3，直至在TTI＝10时，接收到接收端回送的状态报告内容为“3/R”，表示数据报文段3已被正确接收，此时发送端才停止发送数据报文段3。
从表二中，可以看到，TTI＝3～6，以及TTI＝8～10这些时间段内，发送端在带宽处于idle空闲状态下仍然发送数据报文段给接收端，并且对比表一和表二可以看到：在递交时间上，两者存在差异，本发明在性能上更优(如果误码更大，即重传次数更大，本发明带来的增益更高)。对于本发明只要有一次正确接收，则接收端便可递交数据报文段(RTT越大，影响也越明显)。这主要的差异在于：因为本发明利用了空闲时间，通过时间分集带来的增益，使得接收端可以更快地重组该数据报文段，因此能够提高信道带宽资源的利用率；而且本发明通过主动重传带来的时间分集增益，能够达到降低时延的目的，从而提高发送成功率。
针对本发明所述的方法，本发明提供了第三实施例，其与第二实施例的区别在于：在第三实施例中，需要首先设置数据报文段的优先级，然后在空闲模式下对每个发送数据报文段的发送次数进行计数，并根据所述计数次数和各个数据报文段的优先等级进行发送。其具体实施过程如下：
首先执行步骤201，将对应每个数据报文段的发送次数计数器的发送次数值进行初始化，并设置数据报文段的优先级。比如设置最后一个数据报文段的优先级最高，其它数据报文段的优先级一样。
然后执行第二实施例中的步骤101至步骤105的过程。
然后执行步骤202，比较等待确认缓冲区中的所有数据报文段的发送次数，如果计数次数不同，则从中选择计数次数最少的数据报文段；如果计数次数相同，则执行步骤203；
步骤203，比较等待确认缓冲区中的所有数据报文段的优先级，如果不相同，则选择优先级最高的数据报文段；如果相同，则按照写入待确认队列的先后顺序选择发送的数据报文段。
步骤204，在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
如果有接收端反馈的状态报告，则执行第二实施例中的步骤106至步骤108的过程。
由第三实施例可以看出，通过对空闲模式下发送的每个数据报文段发送次数控制待发送的数据报文段，使每个数据报文段得到重新发送的机会，从而提高了数据发送的成功率。
针对本发明所述的方法，本发明提供了第四实施例，其与第三实施例的区别在于：在第四实施例中，还设置了空闲模式下发送数据时的发送次数阈值。具体实施过程如下：
首先，执行步骤301，将对应每个数据报文段的发送次数计数器的发送次数值进行初始化，并设置数据报文段的优先级。
然后执行第二实施例中的步骤101至步骤105的过程。
接下来执行步骤302，比较等待确认缓冲区中的发送次数小于发送次数阈值的所有数据报文段的发送次数，如果发送次数不同，则从中选择次数最少的数据报文段；如果发送次数相同，则执行步骤303。
步骤303，比较等待确认缓冲区中的发送次数小于阈值的所有数据报文段的优先级，如果不相同，则选择优先级最高的数据报文段；如果相同，则按照写入待确认队列的先后顺序选择发送的数据报文段。
接下来执行步骤304，在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
如果有接收端反馈的状态报告，则执行第二实施例中的步骤106至步骤108的过程。
由第四实施例可以看出，其不仅利用了空闲时刻进行数据的主动发送，而且对空闲模式下发送的数据报文段的发送次数进行了限制，其比第三实施例更能够使每个数据报文段得到重新发送的机会，从而提高了数据发送的成功率。而且当接收端进行确认的时间延时较大时，能够避免发送端在空闲时段无限制的传输无效的数据报文段，从而保证了系统容量和功率资源的充分利用。
针对本发明所述的方法，本发明提供了第五实施例，其与第二实施例的区别在于：在第五实施例中，设置了空闲模式下发送数据报文段的比例阈值，然后判断空闲模式下各个发送的数据报文段的总发送次数是否超过设置的比例域值乘以所有需要发送的数据报文段的个数，并根据判断结果控制发送的数据报文段。
例如，假设所有需要发送的数据报文段为一个SDU数据包的N个PDU数据报文段，设置的发送比例阈值为m，则在空闲模式下发送的所有数据报文段的总的发送次数为：mN。
第五实施例的具体实施过程如下：
首先，步骤401，将对应每个数据报文段的发送次数计数器的发送次数值进行初始化，并统计空闲模式下发送的所有数据报文段的总发送次数。
然后执行第二实施例中的步骤101至步骤105的过程。
接下来执行步骤402，判断所述总发送次数是否超过设置的比例域值乘以所有需要发送的数据报文段的个数，若超过，则停止在空闲模式下发送数据报文段；否则，继续按照一定的发送策略选择相应的数据报文段，然后执行步骤403。
步骤403，在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
如果有接收端反馈的状态报告，则执行第二实施例中的步骤106至步骤108的过程。
由第五实施例的具体实施方案可以看出，其不仅利用了空闲时刻进行数据的主动发送，而且对空闲模式下数据报文段的总的发送次数进行了限制，这样能够避免发送端无限制地在空闲时刻传输数据，从而保证了系统容量和功率资源的充分利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1、一种利用空闲带宽提高发送成功率的方法，其特征在于，包括：
A、当当前发送状态为空闲模式时，选择的相应的数据报文段进行主动发送。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
A1、检测当前发送状态，当确认所述当前发送状态为正常模式时，则优先选择需要重传的数据报文段进行发送；当确认所述当前发送状态为空闲模式时，则按照一定的发送策略选择相应的数据报文段进行发送。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A1具体包括：
A11、检测当前重传缓冲区中是否存在数据报文段，如果存在，则确认当前发送状态处于正常模式，并优先调度其内的数据报文段进行发送；如果所述重传缓冲区中不存在数据报文段时，则执行步骤A12；
A12、检测当前发送缓冲区中是否存在数据报文段，如果存在，则确认当前发送状态依然处于正常模式，并调度其内的数据报文段进行发送；如果不存在，则执行步骤A13；
A13、按照一定的发送策略选择的相应的数据报文段进行发送。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A还包括：
A2、如果有接收端的状态报告，发送端根据接收端反馈的状态报告判断所述接收端是否成功接收到所发送的数据报文段，如果确认成功，则在等待确认缓冲区中删除所述数据报文段，然后转入步骤A1；如果确认失败，则将所述数据报文段移动到所述重传缓冲区中等待重新发送，然后转入步骤A1。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤A1和步骤A2之间还包括：
A3、比较等待确认缓冲区中的所有数据报文段的发送次数值，如果计数次数不同，则从中选择计数次数最少的数据报文段；如果计数次数相同，则执行步骤A4；
A4、比较等待确认缓冲区中的所有数据报文段的优先级，如果不相同，则选择优先级最高的数据报文段；如果相同，则按照写入待确认缓冲区的先后顺序选择发送的数据报文段；
A5、在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤A1和步骤A2之间还包括：
A6、比较等待确认缓冲区中的发送次数值小于发送次数阈值的所有数据报文段的发送次数值，如果发送次数不同，则从中选择次数值最小的数据报文；如果发送次数相同，则执行步骤A7；
A7、比较等待确认缓冲区中的发送次数小于阈值的所有数据报文段的优先级，如果不相同，则选择优先级最高的数据报文段；如果相同，则按照写入待确认队列的先后顺序选择数据报文段；
A8、在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤A1和步骤A2之间还包括：
A9、统计空闲模式下发送的所有数据报文段的总发送次数值；
A10、判断所述总发送次数是否超过设置的比例阈值乘以所有需要发送的数据报文段的个数，若超过，则停止在空闲模式下发送数据报文段；否则，继续按照一定的发送策略选择相应的数据报文段；
A11、在空闲模式下发送所选择的数据报文段，并将对应所述数据报文段的计数次数值加一。
8、根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤A1之前还包括：将对应每个数据报文段的发送次数计数器的发送次数值进行初始化。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
A01、设置空闲模式下发送数据报文段时对应每个数据报文段发送次数阈值；或，
A02、设置空闲模式下发送数据报文段的比例阈值。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
设置数据报文段的优先级。
11、根据权利要求2至7任意一项所述的方法，其特征在于，所述发送策略包括：
循环发送策略、交替发送策略或随机进行发送的策略。
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