太阳城集团

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一种LTEWLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201210551801.8

申请日:

2012.12.18

公开号:

CN103001751B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):H04L 1/18申请日:20121218授权太阳城集团日:20150107终止日期:20151218|||授权|||实质审查的生效号牌文件类型代码:1604号牌文件序号:101444329195IPC(主分类):H04L 1/18专利申请号:2012105518018申请日:20121218|||公开
IPC分类号: H04L1/18; H04L1/16; H04W28/04(2009.01)I 主分类号: H04L1/18
申请人: 华中科技大学
发明人: 王德胜; 熊磊; 林宏志; 田科亮; 余想; 马璇; 常成龙
地址: 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
优先权:
专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人: 唐正玉
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201210551801.8

授权太阳城集团号:

|||103001751B||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.02.08|||2015.01.07|||2013.04.24|||2013.03.27

法律状态类型:

太阳城集团专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种LTE-WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,该方法为在LTE-WLAN异构无线网络系统的终端与网关的数据链路层和网络层之间分别添加虚拟网卡,对上为应用层虚拟一个固定IP,对下屏蔽底层不同物理链路的影响;利用闭环反馈机制,在IP层面实现ARQ协议。本发明提供的跨层ARQ协议能有效地解决终端在LTE-WLAN异构无线网络环境中切换时造成的数据包丢失或乱序到达的问题,避免TCP链接因数据包丢失或乱序而进入拥塞控制状态,执行快恢复或慢启动过程而严重影响链路传输性能。能够很好地保证异构网络系统中终端和网关之间的数据传输质量,为传输层提供可靠服务,使终端用户在异构无线网络环境中获得高速流畅的通信体验。

权利要求书

权利要求书一种LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,跨层ARQ模块位于终端与网关的虚拟网卡和实际物理网卡之间,其特征在于:在终端与网关的数据链路层和网络层之间分别添加虚拟网卡,对上为应用层虚拟一个固定IP,对下屏蔽底层不同物理链路的影响;其实现包含以下步骤:
(A)发送端
发送端维护一个发送窗口,发送窗口在循环队列中移动,其长度固定为循环队列的一定比例;发送窗口中数据包的状态分为三种:NOT_SEND,即未发送;SEND_NOT_RESPONSE,即已发送但未收到确认;SEND_AND_RESPONSE,即已发送且收到确认;
发送端包含发送数据包、接收确认字符(ACK)太阳城集团、更新发送状态三个并行的处理流程;
(B)接收端
接收端维护一个接收窗口,接收窗口在循环队列中移动,其长度固定为循环队列的一定比例;此外,接收端还要维护一个确认等待队列,确认等待队列包括若干个记录节点,确认等待队列的每个记录节点记录一个已经正确接收或检测到丢失但是还没有来得及被确认的数据包的序号和该数据包到达或发现丢失的太阳城集团戳;该确认等待队列是按照数据包序号正确接收或发现丢失的太阳城集团顺序排列的,最先正确接收或检测到丢失的数据包的记录在队列的最前面;数据接收端每次正确接收到数据包时检测是否有丢失的数据包,如果有丢帧则将一个或者多个丢失的数据包的序号和当前太阳城集团戳插入到确认等待队列,再将正确接收的数据包序号和当前太阳城集团戳插入到确认等待队列;否则直接将正确接收的数据包序号和当前太阳城集团戳插入到确认等待队列;接收端反馈的ACK太阳城集团帧格式包括:位图类型、SN号和位图;
接收端包含三个并行的处理流程:接收数据包、构造并发送ACK帧、维护ACK确认等待队列。
根据权利要求1所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:发送窗口长度、接收窗口长度分别为循环队列的1/2。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述发送端的发送数据包处理流程的具体步骤为:
(1.1)从虚拟网卡提供的缓冲区中读取一定数目的IP数据包,并写入发送窗口所在的循环队列;
(1.2)在发送窗口中,从下边沿开始,依次读取固定数目个状态为NOT_SEND且不为空的IP数据包进行发送,同时启动发送定时器,将发送次数加一,记录相应数据包的SN号,将其状态置为SEND_NOT_RESPONSE。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述发送端的接收ACK太阳城集团处理流程的具体步骤为:
(2.1)接收ACK反馈,判断ACK太阳城集团所对应的SN号是否落在发送窗口内,若不是,则返回;若是,则获得该ACK在发送窗口中的相对位置;
(2.2)根据ACK在发送窗口的位置,更新发送窗口中正确接收的数据包的状态为SEND_AND_RESPONSE,未能够正确接收的数据包则设置成NOT_SEND,准备重传;
(2.3)将发送窗口下边沿移动到第一个状态不为SEND_AND_RESPONSE的数据包上,同时更新已发送数据包的数目。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述发送端的更新发送状态处理流程的具体步骤为:
检查发送窗口中状态为SEND_NOT_RESPONSE的数据包对应的发送定时器以及发送次数,若定时器超时,则将该数据包的状态置为NOT_SEND;若发送次数超过最大重传次数,则将该数据包的状态置为SEND_AND_RESPONSE。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述接收端的ACK帧采用累积确认位图和非累积确认位图两种形式;当ACK的确认类型是累积确认位图类型时,Bit 1表示对序号为SN+1数据包的接收情况的确认,如果为1则表示该数据包已被接收方正确接收,即肯定确认;如果为0则表示没有正确接收,即否定确认;Bit 2表示对序号SN+2的数据包的接收情况的确认,同理Bit 3到Bit N位表示对序号从SN+3到SN+N的数据包接收情况的确认;累积确认位图类型总是对SN的数据包否定确认,对SN之前的数据包肯定确认;当ACK的确认类型是非累积确认位图类型时,Bit 1表示对序号为SN数据包的接收情况的确认,如果为1则表示该数据包已被接收方正确接收,即肯定确认;如果为0则表示没有正确接收,即否定确认;Bit2表示对序号SN+1的数据包的接收情况的确认,同理Bit 3到Bit N位表示序号从SN+2到SN+N‑1的数据包接收情况的确认;非累积确认位图类型对SN之前的数据包既不做肯定确认,也不做否定确认。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述接收端的接收数据包处理流程的具体步骤为:
(1.1)判断接收数据包的SN号是否落在接收窗口的可接收范围内,若是,则被窗口接收;若不是,则返回;
(1.2)判断接收数据包的SN号是否大于接收窗口的最后一个正确接收的数据包的记录即receiveNumHighEdge;若是,则转入步骤(1.3);若不是,则直接转入步骤(1.4);
(1.3)更新receiveNumHighEdge,并且将原receiveNumHighEdge和新receiveNumHighEdge之间的接收记录加入到ACK确认等待队列中,插入的顺序遵循SN号循环上升的过程,将这些数据包暂时视作未正确接收的数据包,并为这些数据包添加太阳城集团戳;
(1.4)若接收数据包还未插入ACK确认等待队列,则将接收到的数据包记录插入ACK确认等待队列中;
(1.5)更新接收窗口下边沿,即在接收数据包以后找到第一个未能够正确接收且等待未超时的数据包的SN号,用该SN号来更新接收窗口下边沿;
(1.6)将正确接收的数据包,即接收窗口原下边沿记录到新下边沿记录的数据包,移除窗口,交给上层虚拟网卡处理,并且从ACK确认等待队列中删除对应记录。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述接收端的构造并发送ACK帧处理流程的具体步骤为:
(2.1)判断ACK确认等待队列是否为空;若为空,则从接收窗的下边沿取SN号;若不为空,则从ACK确认等待队列的第一个元素中取SN号;
(2.2)判断步骤(2.1)取得的SN号是否落在接收窗口内;若是,则将该SN号作为ACK帧的SN号;若不是,则强制以窗口下边沿作为ACK帧的SN号;
(2.3)判断步骤(2.2)得到的SN号与接收窗口下边沿的关系。若相同,则采用累积位图确认模式;若不同,则采用非累积位图确认模式,根据包的错误或正确接收状态选择ACK类型;
(2.4)根据选择的ACK类型构造ACK帧;
(2.5)将确认太阳城集团中包含过的SN号从ACK确认等待队列中删除;
(2.6)发送ACK帧。
根据权利要求1或2所述的LTE‑WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法,其特征在于:所述接收端的维护ACK确认等待队列处理流程的具体步骤为:
将确认等待队列前面所有等待确认太阳城集团大于放弃确认太阳城集团门限的记录节点删除,即放弃对等待确认太阳城集团大于放弃确认太阳城集团门限的数据包进行确认,其中放弃确认太阳城集团门限等于发送超时定时器的超时太阳城集团减去从数据接收方开始发送ACK到数据发送方完全接收该ACK的处理太阳城集团。

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一种 LTEWLAN 无线网络 系统 中的 ARQ 方法
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