TWI463835B - 資料傳輸系統與方法 - Google Patents

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資料傳輸系統與方法
本發明涉及一種資料傳輸系統與方法，尤其涉及一種通過具有雙協定堆疊的中介裝置以傳輸資料的系統與方法。
隨著消費者對手機無線上網的需求不斷地在增加，網路通訊技術也因此不斷地在演化，例如高速下行鏈路封包存取(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)技術是第三代寬頻分碼多路存取技術(Third－generation wideband Code Division Multiple Access,3G WCMDA)的升級版，為實現無線通訊的美好未來，HSDPA能在手機上以每秒14.4Mb的速度傳送資料。與WCDMA每秒2Mb的傳輸速度相比，HSDPA的傳輸速度整整快了6倍以上。與過去傳統的有線上網相比，無線電信業者如今能為家庭用戶提供更多附加價值與效能更好的服務，包括更清晰且更穩定的行動電視、更快的電影下載、線上遊戲、串流音樂，以及更快的隨選視訊。
習知技術中，桌上型電腦可通過網路卡及網路線通過網路埠而連線上網。然而，若該電腦無網路卡或無網路埠可供連線上網時，且無線網路技術已能提供一高效能連線速度時，一般桌上型電腦400也可通過如藍芽(Bluetooth)、USB等連接介面先連接到一具有網路連線功能的手機300，再通過一連接至一核心網路150的一手機300連接至 遠端的伺服器100，從而建立一基於TCP/IP協定的連線(如圖4所示)。
該連線實質上包含一區域連線及一遠端連線，該區域連線實體上可能是有線或無線連接，而該遠端連線實體上為無線連接。此時，於該桌上型電腦400上所初始的連線採用適合區域連線的參數：較低的來回時間(Round－Trip Time)及較小的滑動窗格(Sliding Window)，其中該滑動窗格在收發兩端各劃分出一個緩衝區(buffer)，其定義了發送端與接收端可於一定時間內傳輸的資料量，當發送端接收到一回應(ACK)時，發送端的滑動窗格即可往後移動一個窗格，填補發送出去的封包的空缺。然而，當該等參數同時應用於該遠端連線時，由於通過無線媒介所傳送的ACK需要較長時間，當該桌上型電腦400的滑動窗格已被發出的封包占滿，其必需持續地等待直到收到該等封包的ACK才能繼續開始發送封包，此時，即會嚴重降低系統的輸出量(throughput)。
因此，如何避免因通過可擕式電子設備作為中介裝置所導致網路連線參數無法同時適應遠端連線與區域連線的情形，成為提升資料傳輸效率的重要課題。
鑒於以上內容，有必要提供一可適應性資料傳輸的中介裝置，其可提升使用者終端與遠端伺服器的資料傳輸效率。
一種資料傳輸系統，其包含一使用者終端，該使用者 終端通過一連接介面與一中介裝置建立一區域連線，所述中介裝置，通過一無線網路模組與一遠端伺服器建立遠端連線，從而使得該使用者終端可通過該中介裝置連接至該遠端伺服器，其中該中介裝置針對該區域連線與該遠端連線採用不同的網路參數。
一種資料傳輸方法，該方法包括如下步驟：一使用者終端通過一連接介面與一中介裝置建立一區域連線，該中介裝置通過一無線網路模組與一遠端伺服器建立一遠端連線，從而使得該使用者終端可通過該中介裝置連接至該遠端伺服器，其中該中介裝置針對該區域連線與該遠端連線採用不同的網路參數設定。
相較於習知技術，所述的資料傳輸系統與方法，其中該中介裝置通過一連接介面連結一使用者終端，且其同時通過一無線網路模組連結一遠端伺服器，從而建立該使用者終端與該遠端伺服器的連線，並且針對該遠端連線與區域連線使用不同的網路連線參數，以降低因區域連線的參數不適用於遠端連線而造成資料傳輸的延遲，從而提升該使用者終端與該遠端伺服器的資料傳輸效率。
圖1所示為本發明資料傳輸的系統(以下簡稱“本系統”)的較佳實施例的應用環境圖。本系統包含一遠端伺服器10、一中介裝置30及一使用者終端40。該使用者終端40通過一連接介面35與該中介裝置30建立一區域連線。於本較佳實施例中，該連接介面35可為USB或藍芽介面。於其他 實施例中，該連接介面35也可是其他介面。
於該使用者終端40與該中介裝置30建立區域連線後，該中介裝置30通過一無線網路模組與電信業者的基地台20建立連線後，再進而連接至網際網路15中的遠端伺服器10。於本較佳實施例中，該無線網路模組可為GPRS相容模組、EDGE(Enhanced Datarate for GSM Evolution)相容模組、WCDMA相容模組及HSPA(High－Speed Packet Access)相容模組任一者。於其他實施例中，該無線網路模組也可是其他無線網路模組。
圖2所示為本發明中使用者終端40與遠端伺服器10建立連線的協定堆疊。該中介裝置30所使用的協定堆疊包含了一區域協定堆疊30a及一遠端協定堆疊30b。
該區域協定堆疊30a與該使用者終端40的協定堆疊互相對應，由於該使用者終端40及該中介裝置30的傳輸範圍一般較短，故該區域連線採用的連線參數(即來回時間及滑動窗格)較適合短距離傳輸的參數。
該使用者終端40與該中介裝置30建立連線後，該中介裝置30進一步通過電信服務與該遠端伺服器10建立連線。於本較佳實施例中，將以GPRS的服務架構為例加以說明該中介裝置30與該使用者終端40間的協定堆疊。
該中介裝置30與該使用者終端40間遠端連線的協定堆疊包含於基地台/GPRS服務支援節點(Base Station/Serving GPRS Support Node,BS/SGSN)20a與GPRS支援節點通信閘道(Gateway GPRS Support Node,GGSN)20b兩個不同的 協定堆疊，其中BS/SGSN協定堆疊20a應用於提供GPRS服務給服務區內用戶的封包傳送與接收以及BS/SGSN至GGSN的路由，而該GGSN協定堆疊20b則負責GPRS與其他資料網路封包的傳送與接收。
該BS/SGSN協定堆疊20a的一端對應於該中介裝置30中遠端協定堆疊30b的下層，以提供該中介裝置30電信服務，而該BS/SGSN協定堆疊20a的另一端則與該GGSN協定堆疊20b的一端對應，以提供BS/SGSN與GGSN的路由。另外，該GGSN協定堆疊20b相對於該遠端伺服器10的一端也對應於該遠端伺服器10的協定堆疊的下層，以提供該GGSN至該遠端伺服器10的路由。
如圖所示，當該中介裝置30通過BS/SGSN協定堆疊20a與GGSN協定堆疊20b連接至該遠端伺服器10時，該中介裝置30所使用的遠端協定堆疊30b的TCP/UDP層則直接對應至該遠端伺服器10的TCP/UDP層。此時，與區域連線相比，該遠端連線的傳輸距離較長，故該遠端協定堆疊30b自動採用較適合長距離傳輸的網路參數，例如：較長的來回時間及較大的滑動窗格。
圖3所示為本發明中資料傳輸方法的較佳實施例的流程圖。首先，步驟S2，該使用者終端40首先通過一連接介面與該中介裝置30實體連接。該中介裝置30於偵測到實體連接信號後，步驟S4，該中介裝置30啟動網路分享功能。之後，於步驟S6，該中介裝置30傳送一訊息至該使用者終端40確認該中介裝置30已分享網路功能。
步驟S8，該使用者終端40即可開始傳送封包至該中介裝置30。該中介裝置30接收到該封包後，雖然該封包實際上的來源為該使用者終端40，但此時，該中介裝置30扮演一虛擬來源(Virtual Source)的角色，步驟S10，將該接收到的封包轉發至該遠端伺服器10。
此外，該封包實際上的目的地是該遠端伺服器10，該中介裝置30同時扮演一虛擬目的地(Virtual Destination)的角色，於步驟S12，該中介裝置30發送一針對該被轉發之封包的ACK至該使用者終端40。於收到該ACK後，步驟S14，該使用者終端40即可移動其滑動窗格，並進一步發送一新的封包以填補滑動窗格。
本發明的中介裝置30提供一雙協定堆疊的架構，使得該中介裝置30與該使用者終端40及與該遠端伺服器10的連線採用不同的網路參數。通過此設計，於封包傳送的過程中，該中介裝置30傳送針對其已轉發封包的ACK至該使用者終端40，以減少習知技術中使用者終端40需等待由遠端伺服器10發出的ACK到達的時間，進而可快速移動該使用者終端40的滑動窗格以增加資料傳輸量。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施例，本發明的範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝的人士援依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
遠端伺服器‧‧‧10
網際網路‧‧‧15
基地台‧‧‧20
BS/SGSN協議堆疊20a‧‧‧20a
GGSN協議堆疊20b‧‧‧20b
中介裝置‧‧‧30
區域協議堆疊‧‧‧30a
遠端協定堆疊‧‧‧30b
連接介面‧‧‧35
使用者終端‧‧‧40
圖1為本發明中資料傳輸系統之較佳實施例的系統架構圖。
圖2為本發明中使用者終端、中介裝置及遠端伺服器所使用的協定堆疊之示意圖。
圖3為本發明中資料傳輸方法之較佳實施例的流程圖。
圖4為習知技術中使用者終端通過一中介裝置使用網路分享功能的示意圖。

Claims (17)

  1. 一種資料傳輸系統，其包含：一使用者終端，其通過一連接介面與一中介裝置建立一區域連線；該中介裝置，通過一無線網路模組與一遠端伺服器建立遠端連線，從而使得該使用者終端通過該中介裝置連接至該遠端伺服器以進行資料的傳輸，其中該中介裝置針對該區域連線與該遠端連線採用不同的網路參數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該連接介面系為USB或藍芽介面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該區域連線與該遠端連線是建立於TCP/IP協定堆疊。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之系統，其中該區域連線及該遠端連線的網路參數包含來回時間及滑動窗格。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之系統，其中該區域連線的來回時間小於該遠端連線的來回時間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之系統，其中該區域連線的滑動窗格參數小於該遠端連線的滑動窗格。
  7. 一種資料傳輸方法，該方法包括如下步驟：一使用者終端通過一連接介面與一中介裝置建立一區域連線；該中介裝置通過一無線網路模組與一遠端伺服器建立一遠端連線，從而使得該使用者終端通過該中介裝置連接至該遠端伺服器以進行資料的傳輸，其中該中介裝置針對該區 域連線與該遠端連線採用不同的網路參數設定。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該區域連線與該遠端連線是建立於TCP/IP協定堆疊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該區域連線及該遠端連線的網路參數包含來回時間及滑動窗格。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中於該區域連線建立後，該中介裝置啟動網路分享功能。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，該中介裝置於啟動網路分享功能後，即傳送一訊息至該使用者終端確認已啟動網路分享功能。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中於該遠端連線建立後，該使用者終端通過該中介裝置傳送封包。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，該中介裝置於接收到該封包後，將該接收到的封包轉發至該遠端伺服器，並發送一針對該被轉發的封包的回應至該使用者終端。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該使用者終端於收到該響應後，移動其滑動窗格，並發送一新的封包以填補滑動窗格。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該連接介面為USB或藍芽介面。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該區域連線的來回時間小於該遠端連線的來回時間。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該區域連線的滑動窗格參數小於該遠端連線的滑動窗格。
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