(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112134832 A(43)申请公布日 2020.12.25
(21)申请号 201911057790.6(22)申请日 2019.11.01
(71)申请人 北京天德科技有限公司
地址 102488 北京市房山区阎富路69号院
37号楼-1层至4层102三层10
申请人 青岛天德信链信息科技有限公司
天民（青岛）国际沙盒研究院有限公司(72)发明人 蔡维德 蔡维纲 邓恩艳 (51)Int.Cl.
H04L 29/06(2006.01)H04L 1/18(2006.01)
权利要求书2页 说明书3页 附图1页
(54)发明名称
TCP无线重传(57)摘要
在网络设备中快速无线重传TCP数据包。快速无线重传有两种场景。第一是下载场景：TCP发送器是个远程服务器，通过固定网线连接到无线基站；TCP接收器位于无线终端，通过无线通信与基站连接。第二是上载场景：TCP发送器位于无线终端，通过无线通信与基站连接；而TCP接收器是个远程节点，通过固定网线连接到无线基站。在下载场景中，位于无线基站的机制快速重传TCP丢失的数据包。在上载场景中，位于无线终端的机制来速重传TCP丢失的数据包。在上载场景中，无线基站中的一机制将特殊的ACK数据包发送回给无线的发送器。CN 112134832 ACN 112134832 A
权 利 要 求 书
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1.一上载场景TCP无线重传系统，包括位于一移动终端的一无线发送器，和位于一无线基站的一无线接收器；其中该基站不是TCP接收器，而是个无线接收器；该移动终端也是TCP发送器；在该移动终端中的一组件系统，该组件系统一机制执行以下任务：对于某TCP会话/连接：
为该TCP会话/连接维持一个计时器；
记录每个要无线传输的TCP数据包的TCP段号；存储该TCP数据包的副本。
2.根据权利要求1所述的TCP无线重传系统，该基站中的一机制将特殊的ACK数据包发送给该无线终端；这些特殊ACK包用以确认某TCP段（segment）是否已安全到达该无线基站。
3.根据权利要求2所述的TCP无线重传系统，当在某个固定间时阈值内，该机制未接获对应某TCP段的无线ACK包，该无线终端传输存储中对应该TCP段号的TCP数据包副本。
4.一下载场景TCP无线重传系统，包括位于一无线基站的一无线发送器，和位于一移动终端的一无线接收器；该基站不是TCP发送器，而是个无线发送器；该移动终端也是TCP接收器；在该无线基站中的一组件系统，该组件系统一机制执行以下任务：对于某TCP会话/连接：
为该TCP会话/连接维持一个计时器；
记录每个要无线传输的TCP数据包的TCP段号；存储该TCP数据包的副本。
5.根据权利要求4所述的TCP无线重传系统，当在某个固定间时阈值内，该机制未接获对应某TCP段的TCP ACK包，该基站传输存储中对应该TCP段号的TCP数据包副本。
6.一上载场景TCP无线重传方法，使用位于一移动终端的一无线发送器，和位于一无线基站的一无线接收器；其中该基站不是TCP接收器，而是个无线接收器；该移动终端也是TCP发送器；在该移动终端中的一组件系统，该组件系统一机制执行以下任务：对于某TCP会话/连接：
为该TCP会话/连接维持一个计时器；
记录每个要无线传输的TCP数据包的TCP段号；存储该TCP数据包的副本。
7.根据权利要求6所述的TCP无线重传方法，该基站中的一机制将特殊的ACK数据包发送给该无线终端；这些特殊ACK包用以确认某TCP段（segment）是否已安全到达该无线基站。
8.根据权利要求7所述的TCP无线重传方法，当在某个固定间时阈值内，该机制未接获对应某TCP段的无线ACK包，该无线终端传输存储中对应该TCP段号的TCP数据包副本。
9.一下载场景TCP无线重传方法，使用位于一无线基站的一无线发送器，和位于一移动终端的一无线接收器；该基站不是TCP发送器，而是个无线发送器；该移动终端也是TCP接收器；在该无线基站中的一组件系统，该组件系统一机制执行以下任务：对于某TCP会话/连接：
为该TCP会话/连接维持一个计时器；
记录每个要无线传输的TCP数据包的TCP段号；存储该TCP数据包的副本。
10.根据权利要求9所述的TCP无线重传方法，当在某个固定间时阈值内，该机制未接获
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权 利 要 求 书
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对应某TCP段的TCP ACK包，该基站传输存储中对应该TCP段号的TCP数据包副本。
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说 明 书TCP无线重传
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技术领域
[0001]本发明涉及TCP（Transmission control protocol）协议的操作和性能优化，尤其涉及当TCP数据包在空中无线传输中丢失时，重传TCP数据包。背景技术
[0002]TCP是互联网中默认的第4层协议，控制着所有数据传输的95％。 当TCP数据包在无线传输（空气）中丢失时，通常在第2层有ARQ（automatic repeat request自动重复请求）重传。但是，并不是所有丢失的数据包都会被及时发现而成功重传。当丢失的数据包没有在第2层成功重传时，丢失的数据包将在第4层重传。但在第4层，重传是由TCP完成的，而TCP仅能通过TCP ACK（acknowledgment）发现丢失的数据包。TCP 发现丢失数据包所用的时间至少是全路径往返时间：RTT（round trip time）。在许多系统中，RTT可能高达100-300ms （millisecond）。然而即使在第4层，也可以在5ms内发现数据包丢失，而5ms指无线发送器和无线接收器之间的RTT。 换句话说，在第4层发现丢失的无线传输数据包，无需花上全路径RTT为代价。 在第4层，可以实现一发送器和无线接收器之间进行重传。[0003]在本文档的其余部分，我们称无线发送器与无线接收器之间的往返时间为无线RTT。
[0004]太迟发现无线丢包对于TCP效率是个严重问题。 在蜂窝传输（ 4G / 5G / 6G），Wi-Fi，或任何短距离无线传输中，此问题特别严重。当全路径RTT明显大于无线RTT时，比如当无线RTT仅为全路径RTT 的5％-10％时，不等待TCP发送方重传，而直接进行无线重传是很有吸引力的选项。
[0005]在当前的TCP中，当大量无线数据包被丢失时，TCP将大大降低其传输速率。因此，要优化TCP吞吐量，在无线链路上重传丢失的数据包（即没有被第2层成功重传）是有必要的。
发明内容
[0006]本发明提供了快速无线重传TCP数据包的系统和方法。在网络设备中，快速无线重传TCP数据包有两种场景。[0007]第一是下载场景：TCP发送器是个远程服务器，通过固定网线连接到无线基站；TCP接收器位于无线终端，通过无线通信与基站连接。第二是上载场景：TCP发送器位于无线终端，通过无线通信与基站连接；而TCP接收器是个远程节点，通过固定网线连接到无线基站。[0008]在下载场景中，本发明提供位于无线基站的机制来快速重传TCP丢失的数据包。 在上载场景中，本发明提供位于无线终端的机制来快速重传TCP丢失的数据包。[0009]根据本发明，在上载场景中，无线基站中的一机制将特殊的ACK数据包发送回给无线终端。 在本文的其余部分，这些特殊的ACK数据包将被称为无线ACK包。 这些无线ACK包将被用以确认某TCP段（segment）是否已安全到达无线基站。[0010]在下载场景中，无线RTT定义为从无线基站发送一无线数据包到该基站收到对应
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说 明 书
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该数据包的TCP ACK包的平均时间间隔。 在上载场景中，无线RTT定义为从无线终端发送一无线数据包到无线终端收到对应该数据包的无线ACK包的平均时间间隔。[0011]本发明提供的系统包括在各样无线网络设备（如无线路由器，无线移动终端等）中的组件系统。
[0012]在一上载场景实施例中，由无线网络设备组件系统中的软件机制执行以下任务：对于某TCP会话/连接：
（1）为该TCP会话/连接维持一个计时器（2）记录每个要无线传输的TCP数据包的TCP段号（3）存储该TCP数据包的副本（4）当在某个固定间时阈值内，该机制未接获对应该TCP段的无线ACK包，传输存储中对应该TCP段号的TCP数据包副本。[0013]在一下载场景实施例中，由无线网络设备组件系统中的软件机制执行以下任务：对于某TCP会话/连接：
（1）为该TCP会话/连接维持一计时器（2）记录每个要无线传输的TCP数据包的TCP段号（3）存储该TCP数据包的副本（4）当在某个定间时阈值内，该机制未接获对应该TCP段的TCPACK包，传输存储中对应该TCP段号的TCP数据包副本。
附图说明
[0014]图1描述上传和下载两种场景。[0015]为清楚起见，我们将区分TCP发送端和无线发送端，并区分TCP接收端和无线接收端。 在本发明中，重点在于无线发送器和无线接收器，而无线发送器可以不同于TCP发送器，无线接收器可以不同于TCP接收器。[0016]在下载场景，无线发送器是基站，而无线接收器是移动终端。基站显然不是TCP发送器，而仅仅是无线发送器。移动终端也是TCP接收器。[0017]在上载场景，无线发送器是移动终端，而无线接收器是基站。基站显然不是TCP接收器，而仅仅是无线接收器。移动终端也是TCP发送器。[0018]根据本发明，不论上传或下载场景，无线发送端设备中的一软件机制为一TCP会话维持一计时器。 对于该TCP会话，对于要无线发送的每个TCP数据包，该机制存储相应的TCP段号，并将该TCP数据包的副本存储在某存储设备中。[0019]根据计时器，当某TCP段的时间阈值已过期，而无线发送端设备尚未收到ACK包来指示该TCP段已安全到达无线接收端设备时，则该机制将存储中对应的TCP数据包（副本）送交传输给无线接收端设备。
具体实施方式
[0020]下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式本发明的范围。
[0021]在具体实施中，如图1所示，如果是下载场景，无线发送器是基站，而无线接收器是
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说 明 书
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移动终端。基站中的一软件机制为一TCP会话维持一计时器。对于该TCP会话，对于要无线发送的每个TCP数据包，该机制存储相应的TCP段号，并将该TCP数据包的副本存储在某存储设备中。
[0022]根据计时器，当某TCP段的时间阈值已过期，而无线发送端设备尚未收到TCP ACK包来指示该TCP段已安全到达无线接收端设备（移动终端）时，则该机制将存储中对应的TCP数据包（副本）送交传输给无线移动终端。[0023]在具体实施中，如图1所示，如果是上载场景，无线发送器是移动终端，而无线接收器是基站。移动终端中的一软件机制为一TCP会话维持一计时器。对于该TCP会话，对于要无线发送的每个TCP数据包，该机制存储相应的TCP段号，并将该TCP数据包的副本存储在某存储设备中。
[0024]根据计时器，当某TCP段的时间阈值已过期，而无线发送端设备尚未收到无线 ACK包来指示该TCP段已安全到达无线接收端基站时，则该机制将存储中对应的TCP数据包（副本）送交传输给无线接收端基站。
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说 明 书 附 图
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图1
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