CN1822532A - 防止不必要的重发的方法以及使用该方法的通信装置 - Google Patents

防止不必要的重发的方法以及使用该方法的通信装置 Download PDF

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CN1822532A CNA2006100074693A CN200610007469A CN1822532A CN 1822532 A CN1822532 A CN 1822532A CN A2006100074693 A CNA2006100074693 A CN A2006100074693A CN 200610007469 A CN200610007469 A CN 200610007469A CN 1822532 A CN1822532 A CN 1822532A
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Abstract

一种减少由于在无线网络环境中的传输延迟引起的不必要的重发的方法，该方法包括：关于接收的数据包测量包到达间隔时间；当测量的包到达间隔时间超过第一阈值时间时，发送与在超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包；和当在发送所述应答包之后接收的数据包是先前没有接收过的新数据包时，暂停发送与所述新数据包相应的应答包。

Description

防止不必要的重发的方法以及使用该方法的通信装置
本申请要求于2005年2月16日提交到韩国知识产权局的第10-2005-0012802号韩国专利申请的优先权并以其为基础，其公开完整地包含于此，以资参考。
                         技术领域
根据本发明的装置和方法涉及传输控制协议(TCP)中的传输控制。更具体地讲，涉及一种用于防止由于无线网络环境中的延迟传输引起的不必要的重发的方法以及使用该方法的通信装置。
                         背景技术
传输控制协议(TCP)与互联网协议(IP)一同用于通信装置之间的数据传输。TCP的主要功能在于使得通过网络的数据传输稳定。为此，TCP使用拥塞控制机制。TCP拥塞控制机制通过在发送数据包的同时观测网络拥塞来控制数据包传输，并且重发由于网络拥塞而丢失的任何数据包。将参照图1和图2来描述根据传统技术的TCP拥塞控制机制。
图1示出根据传统的慢启动/拥塞避免算法的传输率方面的变化。
发送数据包的通信装置(下文中称为“发送装置”)的TCP调整拥塞窗口(下文中称为“CWND”)的大小，并且根据CWND的大小发送一个数据包或同时发送多个数据包。随着CWND大小的增加，可同时发送的数据包的数量增加。初始的CWND大小(CWND 1)是一个TCP段。
接收数据包的通信装置(下文中称为“接收装置”)将应答包(ACK包)发送到发送装置。每当接收到接收装置发送的应答包，发送装置的TCP就将CWND大小增加一个TCP段。因此，CWND大小呈指数增加，这称为慢启动算法。根据慢启动算法的CWND大小方面的变化被描述在慢启动期间110中。
当在进行慢启动算法期间CWND大小达到慢启动阈值(下文中简写为“SSTHRESH”)，即SSTHRESH 1时，发送装置的TCP使用考虑到网络拥塞而线性地增加CWND大小的拥塞避免算法。在拥塞避免算法中，每当接收到应答包，TCP就将CWND大小增加
Figure A20061000746900061
根据拥塞避免算法的CWND大小方面的变化被描述在拥塞避免期间120中。
当没有接收到与发送的数据包相应的应答包时，发送装置的TCP没有增加CWND大小，而是等待直到接收到应答包。然而，如果在预定时间段之后仍没有接收到应答包，则TCP产生重发超时130。从TCP发送数据包时到TCP产生重发超时时的时间段大约是包往返时间的两倍。
一旦产生重发超时，则TCP判定发送的数据包已经由于网络拥塞而丢失。然后，TCP将CWND大小设置为一个TCP段以便减少将被发送的数据量。另外，TCP将慢启动阈值(SSTHRESH 2)设置为就在产生重发超时之前CWND大小(CWND 2)的一半。根据慢启动算法，TCP重新开始发送丢失的数据包(其应答包没有被接收到的数据包)。
图2示出根据使用传统的快速重发和快速恢复算法的拥塞控制算法的传输率方面的变化。
在慢启动/拥塞避免算法中，传输过程中数据包的丢失仅基于是否产生重发超时来判定。然而，在快速重发算法中，如果即使在产生重发超时之前已经接收到预定数量的重复应答包(重复ACK)，则也判定数据包丢失。
当由发送装置发送的数据包和由接收装置接收的数据包在顺序上不同时，接收装置的TCP产生重复应答包。数据包的顺序可通过设置在数据包的头中的序列号来确定。
当在发送装置使用慢启动/拥塞避免算法期间没有接收到对特定数据包的应答包时，TCP等待所述应答包，直到产生重发超时。当在产生重发超时之前已经接收到预定数量的重复应答包时，虽然没有产生重发超时，但是TCP也认为数据包丢失。这时，TCP使用快速重发算法来重发被认为已经丢失的数据包。由于快速重发算法的传输率方面的变化被描述在快速重发期间220中。
通常，当接收到三个重复应答包时应用快速重发算法。当仅接收到一个或两个重复应答包时，可判定为由于数据包在被发送到接收装置期间分别经受网络中的延迟传输，所以数据包没有按发送装置发送的顺序到达，而不是认为数据包丢失。
当发送装置使用快速重发算法时，CWND大小被设置为值
Figure A20061000746900071
该值是就在接收到重复应答包之前的CWND大小(CWND 3)的一半加上三个TCP段。
在快速恢复算法中，当接收到对根据快速重发算法重发的数据包的应答包时，TCP允许发送装置立即使用拥塞避免算法而不必要使用慢启动算法。为此，SSTHRESH值和CWND大小被设置为就在应用快速重发算法之前的CWND大小(CWND 3)的一半。根据快速恢复算法的传输率方面的变化被描述在快速恢复期间230中。
当在没有接收到对特定数据包的应答包的情况下产生重发超时时，TCP使用慢启动/拥塞避免算法。当在产生重发超时之前接收到预定数量的重复应答包并且在没有接收到对特定数据包的应答包的情况下时，TCP使用快速重发和快速恢复算法。
在无线网络中，由于无线环境的变化，数据包传输可能被突然地和临时地延迟，这称为“延迟尖峰”(delay spike)。延迟尖峰可通过这些情况而引起，所述情况包括：通信装置的移动、补偿由于通信装置的衰减产生的损失的链接层的重发、以及搜索移动终止呼叫(mobile terminate call)的周期性的信道搜索。
一旦产生延迟尖峰，则直到产生重发超时，发送装置也没有接收到对发送的数据包的应答包。在这种情况下，发送装置判定已经丢失发送的数据包并且重发该数据包。然而，当接收装置不管由于延迟尖峰引起的延迟传输而成功地接收数据包时，发送装置进行数据包的重发将导致浪费无线链路的资源。将参照图3具体地描述根据传统技术的这一问题。
图3示出根据传统技术的通信装置之间的包传输。在该图中，“N”到“N+9”指的是数据包的序列号。
参照该图，已经接收数据包“N”的接收装置发送对数据包“N”的应答包，发送装置连续发送数据包“N+1”到“N+7”。然而，如图所示，从发送装置发送的数据包“N+1”到“N+7”经受延迟传输(310)。延迟的数据包可被存储在发送装置和接收装置之间中继包的中继装置的队列中。
因为这一延迟传输，所以在发送装置接收响应于发送的数据包“N+1”到“N+7”的应答包之前，在该发送装置中产生重发超时(320)。
因为已经产生重发超时(320)，所以发送装置判定数据包“N+1”到“N+7”丢失并且试图重发所述数据包。这时，因为已经产生重发超时，所以发送装置的TCP将CWND设置为1个TCP段，因此，只有第一数据包“N+1”被优先地重发。
当由于无线环境的变化而在预定时间内解除传输延迟(330)时，数据包“N+1”到“N+7”被成功地发送到接收装置并且接收装置发送对每一数据包的应答包(340)。因此，发送装置中产生的重发超时320变成由于延迟尖峰引起的伪超时。
当接收到来自接收装置的应答包时，发送装置调整CWND大小并发送数据包“N+1”之后的数据包。当所有的数据包“N+1”到“N+7”被重发时，新的数据包“N+8”、“N+9”等被发送。
然而，因为数据包仅仅被延迟，但还是被成功地发送到接收装置，所以通过发送装置进行数据包“N+1”到“N+7”的重发将导致浪费无线链路的资源。换句话说，数据包“N+1”到“N+7”的重发是不必要的重发。
这时，在先前被发送的数据包“N+1”到“N+7”正被发送时，重发的数据包“N+1”到“N+7”在发送装置和接收装置之间中继包的中继装置的队列中待命。因此，如图3所示，重发的数据包可在传输中被稍稍延迟。
再次接收重发的数据包“N+1”到“N+7”的接收装置接收相同的数据包，并且产生重复应答包(350)。当多于预定数量的重复应答包被发送到发送装置时，发送装置根据参照图2所述的快速重发算法来运行，并且CWND大小相应地减小。然而，这时，因为不必要的重发而进行快速重发算法，因此，CWND大小的减小导致不必要地减小数据传输率，从而极大地浪费无线链路资源。
在这种情况下，发送装置响应于重复应答包重发已经发送的数据包。这一重发被称为“伪重发”，并且该伪重发浪费无线链路资源。在示出的例子中，因为对数据包N+7的重复应答，所以已经发送的数据包N+8被重发(360)。
根据传统技术，即使数据包在其传输被延迟之后被成功地发送，发送装置也判定所述数据包丢失，因此重发有关的数据包。这一重发引起浪费无线链路资源的问题。另外，重发的数据包促使接收装置产生重复应答包，从而导致通过发送装置的传输率的额外减小(不必要的快速重发)。另外，无线链路资源还因为由于重复应答包产生的伪重发而被浪费。
                         发明内容
本发明提供一种可减少由于无线网络环境中的延迟传输引起的不必要的数据包的重发的方法和装置。
根据本发明的一方面，提供一种减少由于在无线网络环境中的传输延迟引起的不必要的重发的方法，该方法包括：关于接收的数据包测量包到达间隔时间；当测量的包到达间隔时间超过第一阈值时间时，发送与在超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包；和当在发送所述应答包之后接收的数据包是先前没有接收过的新数据包时，暂停发送与所述新数据包相应的应答包。
根据本发明的一方面，提供一种通信装置，该装置包括：到达间隔时间测量单元，测量接收的数据包的包到达间隔时间；计算单元，使用由到达间隔时间测量单元测量的包到达间隔时间来计算第一阈值时间；确定单元，将由到达间隔时间测量单元测量的包到达间隔时间与由计算单元计算的第一阈值时间进行比较；和控制单元，当确定单元确定包到达间隔时间超过第一阈值时间时，控制发送与在超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包，并且当在发送所述应答包之后接收的新数据包先前没有被接收过时，暂停发送与新数据包相应的应答包。
                         附图说明
通过下面结合附图对其示例性实施例进行详细的描述，本发明的以上和其他方面将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据传统的慢启动/拥塞避免算法的传输率方面的变化；
图2示出根据应用传统的快速重发和快速恢复算法的拥塞控制机制的传输率方面的变化；
图3示出根据传统技术的通信装置之间的包传输；
图4是示出根据本发明示例性实施例的通信装置的方框图；
图5是示出根据本发明示例性实施例的操作通信装置的处理的流程图；
图6是示出根据本发明示例性实施例的在无线网络环境中防止不必要的重发的方法的流程图；
图7是示出根据本发明示例性实施例的防止通过发送装置的伪重发的方法的流程图；
图8示出根据本发明示例性实施例的通信装置之间的包传输；
图9示出根据本发明另一示例性实施例的通信装置之间的包传输；
图10示出根据本发明另一示例性实施例的通信装置之间的包传输；和
图11示出根据本发明另一示例性实施例的通信装置之间的包传输。
                       具体实施方式
在下文中将参照附图对本发明示例性实施例进行详细的描述。通过参照以下示例性实施例的详细描述和附图可更加容易地理解本发明的优点和特征以及实现本发明的方法。然而，本发明可以以许多不同的方式来实现并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。此外，这些实施例被提供以便本公开是彻底的和完整的并且向本领域技术人员全面地表达本发明的概念，并且本发明仅由权利要求限定。在全部说明中，相同的标号表示相同的部件。
将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。
图4是示出根据本发明示例性实施例的通信装置的方框图。
所述通信装置包括包接收单元410、检错单元415、数据提取单元420、和数据传送单元425。所述通信装置还包括到达间隔时间测量单元430、确定单元435、计算单元440、控制单元445、应答包产生单元450、和包发送单元455。
包接收单元410接收从另一通信装置通过无线介质发送的数据包。
检错单元415确定由包接收单元410接收的数据包是否有错误。这一错误确定可通过包括在数据包的TCP头中的校验和字段来进行。
当在接收的数据包中没有错误时，数据提取单元420从该数据包提取数据，并且提取的数据通过数据传送单元425被传送到应用程序。
到达间隔时间测量单元430测量包到达间隔时间。包到达间隔时间指的是前一接收的数据包的到达时间和当前接收的数据包的到达时间之间的时间间隔。因此，每当包接收单元410接收数据包，到达间隔时间测量单元430就可测量包到达间隔时间。
确定单元435将由到达间隔时间测量单元430测量的包到达间隔时间与第一阈值时间进行比较。第一阈值时间指的是可由接收装置估计的发送装置的包往返时间。当包到达间隔时间超过第一阈值时间时，确定单元435可确定在当前无线网络中已经引起了传输延迟。第一阈值最好是第一时间区域(将在稍后描述)的上限值。
当包到达间隔时间小于第一阈值时间时，确定单元435可确定由到达间隔时间测量单元430测量的包到达间隔时间属于第一时间区域还是属于第二时间区域。
例如，当由到达间隔时间测量单元430测量的包到达间隔时间小于第二时间区域的上限值时，确定单元435可确定包到达间隔时间落入第二时间区域。然而，当包到达间隔时间超过第二时间区域的上限值时，确定单元435可确定包到达间隔时间落入第一时间区域。
在下文中，将描述第一时间区域和第二时间区域。
如上参照传统技术所述，TCP通过调整CWND大小来确定数据传输率，相应地，发送装置可同时发送一连串数据包。第二时间区域指的是这样的时间段，在该时间段内，当包接收单元410接收由发送装置同时发送的一连串数据包时，关于接收的数据包测量的包到达间隔时间可被分配。接收装置可确定在落入第二时间区域的包到达间隔时间接收的数据包是由发送装置同时发送的。
一旦接收到应答包，发送装置的TCP增加CWND大小以便提高传输率。这里，发送装置根据CWND大小发送一连串数据包时和发送装置根据在接收到来自接收装置的应答包之后新设置的CWND大小发送下一连串数据包时之间的时间间隔具有约等于包往返时间的值。根据接收装置来进行解释，则接收装置接收在落入第二时间区域的包到达间隔时间接收的一连串数据包中的最后的数据包的时间和接收装置在发送应答包之后接收在落入第二时间区域的包到达间隔时间接收的下一连串数据包中的第一数据包的时间之间的时间间隔具有约等于包往返时间的值。第一时间区域指的是这样的时间段，在该时间段内，可被估计为发送装置的包往返时间的包到达间隔时间被分配。即，可以理解为第一时间区域是这样的时间段，在该时间段内，从接收装置发送应答包到接收装置接收由接收到该应答包的发送装置新发送的数据包的时间可被分配。因此，当包到达间隔时间超过第一时间区域的上限值(第一阈值时间)时，确定在无线网络中已经产生了传输中的延迟。
作为示例，将就由发送装置发送的第一到第三数据包来描述可被包括在第一时间区域和第二时间区域之内的包到达间隔时间。
当发送装置发送数据包时，发送装置将第一CWND设置为1个TCP段，因此，可发送一个数据包。当在发送第一数据包之后从接收装置接收到与第一数据包相应的应答包时，发送装置将CWND大小增加一倍，因此，可同时发送两个数据包；即，同时发送第二数据包和第三数据包。
一旦接收到由发送装置发送的数据包，则接收装置的到达间隔时间测量单元430确定包到达间隔时间。关于第二数据包测量的包到达间隔时间(第一数据包到达和第二数据包到达之间的时间间隔)处于第一时间区域内。关于第三数据包测量的包到达间隔时间(第二数据包到达和第三数据包到达之间的时间间隔)处于第二时间区域内。
计算单元440计算第一时间区域的上限值和第二时间区域的上限值。作为确定单元435的确定结果，当包到达间隔时间处于第一时间区域内时，计算单元440重新计算第一时间区域的上限值。作为确定单元435的确定结果，当包到达间隔时间处于第二时间区域内时，计算单元440重新计算第二时间区域的上限值。因此，第一时间区域和第二时间区域可由计算单元440来设置。
根据本发明示例性实施例，第一时间区域可通过如下的等式1来计算。
第一时间区域＝(TS+VS，TL+VL)                              [等式1]
在上式中，“TL”指的是第一时间区域的包到达间隔时间的平均值，“VL”是平均值“TL”的偏差。“TS+VS”指的是第二时间区域的上限值(将在稍后描述)。
根据本发明示例性实施例，平均值“TL”可通过如下的等式2来计算。
TL＝a*TL-1+b*tL                                           [等式2]
在上式中，“TL-1”指的是先前计算的包括在第一时间区域中的包到达间隔时间的平均值，“tL”指的是当关于当前接收的数据包测量的包到达间隔时间包括在第一时间区域中时有关的包到达间隔时间。另外，“a”指的是“TL-1”的权，“b”指的是“tL”的权，并且“a”和“b”满足关系a+b＝1。权“a”最好是大于权“b”的值。通过上式，可以防止由于新测量的包到达间隔时间引起的平均值“TL”的快速变化，从而获得稳定的平均值。
在等式2中，平均值“TL”的初始值可被设置为从发送装置发送的数据包中的关于由包接收单元410接收的的第二数据包测量的包到达间隔时间。
根据本发明示例性实施例，平均值“TL”的偏差“VL”可通过如下的等式3来计算。
VL＝c*VL-1+d*|VL-1-TL|                                        [等式3]
在等式3中，“VL-1”指的是获得偏差“VL”之前计算的偏差，“TL”是通过等式2计算的平均值。
另外，“c”指的是“VL-1”的权，“d”是“TL”的权，并且“c”和“d”满足关系c+d＝1。权“c”最好大于权“d”。通过上式，可以防止由于平均值引起的偏差的快速变化，从而获得稳定的偏差。
偏差“VL”的初始值可被设置为某一实数乘以平均值“TL”的初始值，该实数最好在0和1之间；更优选地，该实数可以是0.1。然而，这仅仅是为了说明性的目的，偏差“VL”的初始值可以根据无线网络环境而改变。
计算单元440可使用平均值“TL”的初始值和偏差“VL”的初始值来设置第一时间区域的上限值的初始值。因此，当确定单元435确定关于新接收的数据包测量的包到达间隔时间包括在第一时间区域中时，计算单元440重新设置第一时间区域，反映出关于新接收的数据包测量的包到达间隔时间“tL”。
根据本发明示例性实施例，第二时间区域可通过如下的等式4来计算。
第二时间区域＝(0，TS+VS)                                 [等式4]
在等式4中，“TS”指的是包括在第二时间区域中的包到达间隔时间的平均值，“VS”指的是平均值“TS”的偏差。平均值“TS”可通过如下的等式5来计算。
TS＝e*TS-1+f*tS                                          [等式5]
在等式5中，“TS-1”指的是先前计算的包括在第二时间区域中的包到达间隔时间的平均值，“tS”指的是当关于当前接收的数据包测量的包到达间隔时间包括在第二时间区域中时有关的包到达间隔时间。
另外，“e”指的是“TS-1”的权，“f”指的是“tS”的权，并且“e”和“f”满足关系e+f＝1。权“e”最好大于权“f”。通过上式，可以防止由于新测量的包到达间隔时间引起的平均值“TS”的快速变化，从而获得稳定的平均值。
在等式5中，平均值“TS”的初始值可被设置为从发送装置发送的数据包中的关于由包接收单元410接收的第三数据包测量的包到达间隔时间。
根据本发明示例性实施例，平均值“TS”的偏差“VS”可通过如下的等式6来计算。
VS＝g*VS-1+h*|VS-1-TS|                                      [等式6]
在上式中，“VS-1”指的是在计算偏差“VS”之前计算的偏差，“TS”是通过等式5计算的平均值。
另外，“g”指的是“VS-1”的权，“h”指的是“TS”的权，并且“g”和“h”满足关系g+h＝1。权“g”最好是大于权“h”的值。通过上式，可以防止由于平均值引起的偏差的快速变化，从而获得稳定的偏差。
偏差“VS”的初始值可被设置为某一实数乘以平均值“TS”的初始值，该实数最好在0和1之间；更优选地，该实数可以是0.1。然而，这仅仅是为了说明性的目的，偏差“VS”的初始值可以根据无线网络环境而改变。
计算单元440可使用平均值“TS”的初始值和偏差“VS”的初始值来设置第二时间区域的初始值。因此，当确定单元435确定关于新接收的数据包测量的包到达间隔时间包括在第二时间区域中时，计算单元440重新设置第二时间区域，反映出关于新接收的数据包测量的包到达间隔时间“tS”。
控制单元445控制应答包产生单元450和包发送单元455以便发送与根据检错单元415估计的没有错误的数据包相应的应答包。当包到达间隔时间超过第一阈值时间时，确定单元435可确定在当前的无线网络中已经产生传输延迟。假如这样的话，控制单元445确定是否需要发送与随后接收的数据包相应的应答包。将参照图5到图11来描述确定是否发送应答包的处理。
应答包产生单元450根据控制单元445的控制产生与包接收单元410接收的数据包相应的应答包。
包发送单元455以无线方式发送由应答包产生单元450产生的应答包。在示出的示例中，包接收单元410和包发送单元455表现为分离的模块，但这仅仅是为了说明性的目的。根据本发明另一示例性实施例，包接收单元410和包发送单元455可以被构造在单一的集成模块中。
在下文中，将参照图5到图11更详细地描述根据本发明示例性实施例的操作通信装置的处理。为此，假设在接收的数据包中没有检测到错误。
图5是示出根据本发明示例性实施例的操作通信装置的处理的流程图。
当包接收单元410接收到数据包时(S110)，到达间隔时间测量单元430测量接收的数据包的包到达间隔时间(S120)。
其后，确定单元435将由到达间隔时间测量单元430测量的包到达间隔时间与第一阈值时间进行比较(S130)。第一阈值时间最好是第一时间区域的上限值。
作为比较的结果，当所述包到达间隔时间等于第一阈值时间或小于第一阈值时间时，确定单元435将所述包到达间隔时间与第二时间区域的上限值进行比较(S140)。当所述包到达间隔时间超过第二时间区域的上限值时，确定单元435确定所述包到达间隔时间包括在第一时间区域中。这时，计算单元440重新设置第一时间区域，反映出在操作S120中测量的包到达间隔时间(S150)。更具体地讲，计算单元440计算新的第一时间区域的上限值；对于该计算，可使用等式1到等式3。
作为操作S140中的比较的结果，当所述包到达间隔时间等于第二时间区域的上限值或小于第二时间区域的上限值时，确定单元435确定所述包到达间隔时间包括在第二时间区域中。这时，计算单元440重新设置第二时间区域，反映出在操作S120中测量的包到达间隔时间(S160)。更具体地讲，计算单元440可使用等式4到等式6来计算新的第二时间区域的上限值。
控制单元445控制发送与接收的数据包相应的应答包(S170)。这时，根据控制单元445的控制，应答包产生单元450产生与接收的数据包相应的应答包并且包发送单元455发送产生的应答包。
只要包到达间隔时间不超过第一阈值时间，就可以重复操作S110到S170直到完成来自发送装置的数据包的传输。
在操作S130中执行比较，如果结果显示所述包到达间隔时间超过第一阈值时间，则控制单元445控制发送与接收的数据包相应的应答包(S180)。这时，根据控制单元445的控制，应答包产生单元450产生与接收的数据包相应的应答包并且包发送单元455发送产生的应答包。
当所述包到达间隔时间超过第一阈值时间时，可确定在无线网络中产生了传输延迟。因此，在发送与超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包(S180)之后，控制单元445根据预定的条件限制应答包的发送以便减少发送装置的不必要的重发。将参照图6和图7描述操作S180之后的处理。
图6是示出根据本发明示例性实施例的在无线网络环境中防止不必要的重发的方法的流程图。
在发送与超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包(S180)之后，当包接收单元410接收到数据包时(S210)，控制单元445确定接收的数据包是否是先前没有接收过的数据包(下文中称为“新数据包”)(S215)。当接收的数据包是新数据包时，控制单元445暂停发送与接收的数据包相应的应答包(S220)。因此，应答包产生单元450可不产生与新数据包相应的应答包。
控制单元445还确定在操作S180中发送应答包之后第二阈值时间是否已经过去(S230)。第二阈值时间是由接收装置估计的包往返时间。理想地，第二阈值时间具有与第一阈值时间相同的值。当自从在操作S180中发送应答包以后第二阈值时间没有过去时，虽然已经连续接收到新数据包，但是控制单元445暂停发送与新数据包相应的应答包。
当自从在操作S180中发送应答包以后在第二阈值时间过去之前接收到数据包时，控制单元445控制发送与在操作S180中发送应答包之后接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包(S225)，其中，所述接收到的数据包是先前接收过的数据包(下文中称为“重复数据包”)。这时，根据控制单元445的控制，应答包产生单元450产生与所述数据包相应的应答包，并且包发送单元455发送产生的应答包。将参照图7描述在操作S225中的应答包发送之后的处理。
同时，当在操作S180中发送应答包之后没有接收到重复数据包的情况下第二阈值时间过去时，作为操作S230中确定的结果，控制单元445控制发送与在第二阈值时间过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包(S235)。因此，根据控制单元445的控制，应答包产生单元450产生与所述数据包相应的应答包，并且包发送单元455发送产生的应答包。这时，发送的应答包用于防止发送装置产生重发超时。
然后，当包接收单元410接收到数据包时(S240)，控制单元445确定接收的数据包是否是新数据包(S245)。当接收到新数据包时，控制单元445控制发送与接收的数据包相应的应答包(S250)。
作为操作S245中确定的结果，当接收的数据包是重复数据包时，控制单元445控制发送与重复数据包相应的应答包(重复应答包)(S255)。将参照图7描述在操作S225中发送应答包或者在操作S255中发送重复应答包之后的处理。
图7是示出根据本发明另一示例性实施例的在无线网络环境中防止伪重发的方法的流程图。
当在操作S225中发送应答包或者在操作S255中发送重复应答包之后接收到数据包时(S310)，控制单元445确定接收的数据包是否是重复数据包(S320)。当接收的数据包是重复数据包时，控制单元445暂停发送与接收的数据包相应的应答包(S330)。在这种情况下，应答包产生单元450可不产生与接收的数据包相应的应答包。
由于应答包发送的暂停，所以在操作S225中发送应答包或者在操作S255中发送重复应答包之后没有接收到新数据包的情况下，控制单元445确定第三阈值时间是否已经过去(S350)。当第三阈值时间没有过去时，控制单元445继续暂停发送与接收的数据包相应的应答包。在这种情况下，重复操作S310到S350。这里，第三阈值时间指的是可由接收装置估计的包往返时间。理想地，第三阈值时间具有与第一阈值时间相同的值。
然而，当在操作S225中发送应答包或者在操作S255中发送重复应答包之后没有接收到新数据包的情况下第三阈值时间过去时，控制单元445发送与接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包(S360)；这一应答包是用于防止发送装置产生重发超时的重复应答包。其后，接收装置重复操作S110之后的处理。
当在操作S225中发送应答包或者在操作S255中发送重复应答包之后第三阈值时间过去之前接收到新数据包时(S320)，控制单元445控制发送与接收的数据包相应的应答包(S340)。这时，根据控制单元445的控制，应答包产生单元450产生与数据包相应的应答包，并且包发送单元455发送产生的应答包。其后，接收装置重复操作S110之后的处理。
在就图6和图7描述的本发明的示例性实施例中，每当在操作S210、S240、和S310中包接收单元410接收到数据包时，到达间隔时间测量单元430就测量包到达间隔时间。确定单元435将测量的包到达间隔时间与第一阈值时间或第二阈值时间的上限值进行比较，并且计算单元440重新设置第一阈值时间段和第二阈值时间段。因此，每当在操作S210、S240、和S310中接收到数据包时，根据本发明示例性实施例的通信装置就进行图3中的操作S120到S170；所述操作的步骤在图6和图7中被省略。当在所述通信装置处于操作中的同时测量的包到达间隔时间超过第一阈值时间时，如图6和图7的流程图所示，所述通信装置返回图5中的操作S180并重复操作S180之后的操作。
将参照图8到图11描述根据本发明示例性实施例的包发送处理。在以上各图中，“N”到“N+10”指的是数据包的序列号。
图8示出根据本发明示例性实施例的通信装置之间发送包的处理。
如所示，接收装置发送与接收的数据包相应的应答包。
接收到与数据包“N”相应的应答包的发送装置连续发送数据包“N+1”到“N+7”，但是发送的数据包在无线网络中经受传输延迟(510)。延迟的数据包可被存储在发送装置和接收装置之间中继包的中继装置的队列中。
由于传输延迟而没有在预定时间内接收到应答包的发送装置中产生了重发超时(520)。一旦产生重发超时，则发送装置确定数据包“N+1”到“N+7”丢失并且试图重发所述数据包。这时，发送装置的TCP将CWND大小减小为一个TCP段，因此，发送装置优先地重发数据包“N+1”。
同时，如果由于无线环境中的变化而在预定时间内解除了传输延迟(530)，则数据包“N+1”到“N+7”被成功地发送到接收装置。在这种情况下，发送装置产生的重发超时是伪超时。
每当接收到数据包时，接收装置就测量包到达间隔时间。当数据包“N+1”的包到达间隔时间超过第一阈值时间时(540)，接收装置可确定在无线网络中已经产生了传输延迟。
接收装置发送与数据包“N+1”相应的应答包。这时，发送的应答包用于防止发送装置产生第二重发超时。这时，应答包的发送对应于图5中的操作S180。因此，以下图8的描述是图6中的操作S210到S230的示例性实施例。
参照对图6的描述，当发送与在超过第一阈值时间的所述数据包相应的应答包(S180)之后第二阈值时间过去之前接收的数据包是新数据包时，接收装置暂停发送与接收的数据包相应的应答包(S220)。因此，图8的实施例中的接收装置暂停发送在发送与数据包“N+1”相应的应答包之后第二阈值时间(560)过去之前接收的数据包“N+2”到“N+7”的应答包(550)。
当接收到与数据包“N+1”相应的应答包时，发送装置将CWND大小增加一倍并同时发送数据包“N+2”和“N+3”。这时，在先前被发送的数据包“N+1”到“N+7”正被中继的同时，重发的数据包“N+1”到“N+3”在中继装置的队列中待命。因此，如所示，重发的数据包还可在传输中被稍稍延迟。
如参照图6中的操作S215到S225的描述，当在第二阈值时间过去之前接收到重复数据包时，接收装置发送与到此为止接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包(S225)。在图8中，因为在第二阈值时间(560)过去之前再次接收到数据包“N+1”，所以接收装置发送对在接收的数据包之中具有最高序列号的数据包“N+7”的应答包(570)。
当发送装置在重发超时产生之前已经接收到与数据包“N+7”相应的应答包时，发送装置发送数据包“N+7”之后的数据包“N+8，N+9，...”。
在这一示例性实施例中，可防止发送装置不必要地重发数据包“N+4”到“N+7”。
将参照图9描述在没有接收到重复应答包的情况下第二阈值时间过去的情况的示例(图6中的操作S235到S255)。
图9示出根据本发明另一示例性实施例的通信装置之间发送包的处理。
参照该图，接收装置暂停发送与新数据包相应的应答包(610)，所述新数据包是在发送与在超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包“N+1”相应的应答包之后第二阈值时间(620)过去之前接收的。在第二阈值时间(620)过去并且没有接收到重复数据包的情况下，接收装置发送与在第二阈值时间(620)过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包“N+6”相应的应答包。这时，应答包的发送对应于图6中的操作S235。
因为其后接收到的数据包“N+7”是新数据包，所以接收装置发送与数据包“N+7”相应的应答包；这一应答包的发送对应于图6中的操作S250。
然而，在接收数据包“N+7”之后，接收装置接收到发送装置重发的数据包“N+1”，即，重复数据包。因此，接收装置发送重复应答包(630)；这一发送对应于图6中的操作S255。
同时，接收到与数据包“N+6”相应的应答包的发送装置发送数据包“N+6”之后的数据包“N+7”、“N+8”等。根据这一实施例，可防止不必要地重发数据包“N+4”到“N+6”。
接收装置如参照图7所述在发送应答包(570)之后和当在图8中接收到重复数据包或者在图9中发送重复应答包(630)时控制应答包的发送。其示例性实施例在图10和图11中示出。
图10示出根据本发明另一示例性实施例的通信装置之间发送包的处理。
图10具体描述了在图9中的接收装置接收重复应答包(630)之后的处理，而在图8中接收装置发送对重复数据包“N+1”的应答包(570)之后的处理可以以相同的方式来理解。
如上参照图7所述，通信装置暂停发送与数据包相应的应答包，所述数据包是在操作S225中发送应答包或在操作S255中发送重复应答包之后第三阈值时间过去之前或者接收到新数据包之前接收的。因此，虽然接收到在发送与重复数据包“N+1”相应的应答包之后接收的重复数据包“N+2”、“N+3”、和“N+7”，但是图10中的接收装置暂停发送应答包(710)。当在第三阈值时间(720)过去之前接收到新数据包“N+8”时，接收装置发送对新数据包的应答包(730)。这时，应答包的发送对应于图7中的操作S340。
其后，接收装置发送与发送的数据包相应的应答包。在这一示例性实施例中，因为抑制了重复应答包的产生，所以可防止发送装置产生伪重发。
当在接收到新数据包之前第三阈值时间过去时的示例在图11中示出。
在该图中，在接收到新数据包“N+8”之前第三阈值时间(820)过去。虽然接收到在发送与重复数据包“N+1”相应的应答包之后接收的重复数据包“N+2”、“N+3”，但是图11中的接收装置暂停发送应答包(810)。因此，接收装置发送对在第三阈值时间过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包“N+7”的应答包(830)。这是重复应答包(830)，并且这时应答包的发送对应于图7中的操作S360。
其后，接收装置发送与接收的数据包相应的应答包。在这一示例性实施例中，通过抑制重复应答包的产生防止了发送装置产生伪重发。
如上所述，防止由于无线网络中的传输延迟引起的不必要的重发的方法以及使用该方法的通信装置产生以下效果中的至少一个：
第一，在无线网络中减少了由于数据包的传输中的延迟引起的不必要的重发。
第二，由于减少了不必要的重发，因此相应地防止了伪重发。
第三，由于防止了伪重发，因此防止了不必要地减小传输率的现象。
本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在细节和形式上对其进行各种替换、修改、和改变。因此，应该理解，上述实施例仅仅是为了说明性的目的，而不应该解释为对本发明的限制。

Claims (26)

1、一种减少由于在无线网络环境中的传输延迟引起的不必要的重发的方法，该方法包括：
关于接收的数据包测量包到达间隔时间；
如果测量的包到达间隔时间超过第一阈值时间，则发送与在超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包；和
如果在发送所述应答包之后接收的数据包是先前没有接收过的新数据包，则暂停发送与所述新数据包相应的应答包。
2、如权利要求1所述的方法，还包括：如果自从发送所述应答包以后第二阈值时间已经过去，则发送与在第二阈值时间过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包。
3、如权利要求2所述的方法，其中，所述第二阈值时间具有与所述第一阈值时间相同的值。
4、如权利要求1所述的方法，还包括：如果在发送所述应答包之后接收的数据包是先前接收的数据包的重复数据包，则发送与在接收所述重复数据包之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包。
5、如权利要求4所述的方法，还包括：如果在发送与具有最高序列号的数据包相应的应答包之后接收的数据包是另一重复数据包，则暂停发送与所述另一重复数据包相应的应答包。
6、如权利要求5所述的方法，还包括：如果自从发送与具有最高序列号的数据包相应的应答包以后第三阈值时间已经过去，则发送与在第三阈值时间过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包。
7、如权利要求6所述的方法，其中，所述第三阈值时间具有与所述第一阈值时间相同的值。
8、如权利要求1所述的方法，其中，所述第一阈值时间指的是通过估计发送装置发送的数据包的包往返时间而获得的值。
9、如权利要求8所述的方法，其中，所述第一阈值时间是TL+VL，其中TL是在测量的包到达间隔时间之中包括在第一时间区域中的包到达间隔时间的平均值，VL是平均值TL的偏差。
10、如权利要求9所述的方法，其中，所述第一时间区域是(TS+VS，TL+VL)，其中TS是在测量的包到达间隔时间之中包括在第二时间区域中的包到达间隔时间的平均值，VS是平均值TS的偏差。
11、如权利要求10所述的方法，其中，平均值TL的初始值是对从发送装置发送的第二数据包测量的包到达间隔时间，偏差VL的初始值是某一实数乘以平均值TL的初始值，其中该实数具有小于1的正值。
12、如权利要求10所述的方法，其中，所述第二时间区域是(0，TS+VS)。
13、如权利要求12所述的方法，其中，平均值TS的初始值是关于由发送装置发送的第三数据包测量的包到达间隔时间，偏差VS的初始值是某一实数乘以平均值TS的初始值，其中该实数具有小于1的正值。
14、一种通信装置，该装置包括：
到达间隔时间测量单元，测量接收的数据包的包到达间隔时间；
计算单元，使用由到达间隔时间测量单元测量的包到达间隔时间来计算第一阈值时间；
确定单元，将由到达间隔时间测量单元测量的包到达间隔时间与由计算单元计算的第一阈值时间进行比较；和
控制单元，如果确定单元确定包到达间隔时间超过第一阈值时间，则控制发送与在超过第一阈值时间的包到达间隔时间接收的数据包相应的应答包，并且如果在发送应答包之后接收的新数据包先前没有接收过，则暂停发送与所述新数据包相应的应答包。
15、如权利要求14所述的装置，其中，如果自从发送所述应答包以后第二阈值时间已经过去，则所述控制单元控制发送与在第二阈值时间过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包。
16、如权利要求15所述的装置，其中，所述第二阈值时间具有与所述第一阈值时间相同的值。
17、如权利要求14所述的装置，其中，如果在发送所述应答包之后接收的数据包是先前接收的数据包的重复数据包，则所述控制单元发送与在接收所述重复数据包之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包。
18、如权利要求17所述的装置，其中，如果在发送与具有最高序列号的数据包相应的应答包之后接收的数据包是另一重复数据包，则所述控制单元暂停发送与所述另一重复数据包相应的应答包。
19、如权利要求18所述的装置，其中，如果自从发送与具有最高序列号的数据包相应的应答包以后第三阈值时间已经过去，则所述控制单元发送与在第三阈值时间过去之前接收的数据包之中具有最高序列号的数据包相应的应答包。
20、如权利要求19所述的装置，其中，所述第三阈值时间具有与所述第一阈值时间相同的值。
21、如权利要求14所述的装置，其中，所述第一阈值时间是通过估计发送装置发送的数据包的包往返时间而获得的。
22、如权利要求21所述的装置，其中，所述第一阈值时间是TL+VL，其中TL是在测量的包到达间隔时间之中包括在第一时间区域中的包到达间隔时间的平均值，VL是平均值TL的偏差。
23、如权利要求22所述的装置，其中，所述第一时间区域是(TS+VS，TL+VL)，其中TS是在测量的包到达间隔时间之中包括在第二时间区域中的包到达间隔时间的平均值，VS是平均值TS的偏差。
24、如权利要求23所述的装置，其中，平均值TL的初始值是关于从发送装置发送的第二数据包测量的包到达间隔时间，偏差VL的初始值是某一实数乘以平均值TL的初始值，其中该实数具有小于1的正值。
25、如权利要求23所述的装置，其中，所述第二时间区域是(0，TS+VS)。
26、如权利要求25所述的装置，其中，平均值TS的初始值是关于由发送装置发送的第三数据包测量的包到达间隔时间，偏差VS的初始值是某一实数乘以平均值TS的初始值，其中该实数具有小于1的正值。
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