[发明专利]移动网络中改善用户响应时间的方法和端站

说明书

发明的领域

本发明涉及移动网络中改善用户响应时间的方法和端站，特别涉及在传输控制协议/网际协议(TCP/IP)移动环境下在蜂窝越区切换及无线频率变化时改善用户响应时间的方法及端站。

发明的背景

传输控制协议/网际协议(TCP/IP)是被大量公司及用户广泛地采用来在因特网上连接计算机和机器的实际的协议标准。它是独立于任何专门的硬件平台或操作系统而开发的。它是一个可以在以太网，令牌环或其他基础网络上运行的公开的标准。它也提供对每个机器或主机指配一个唯一的地址的公共的基础地址方案。

TCP协议的一个影响移动性的特性是它处理网络拥挤的能力。在因特网中在一个或多个交换中心或路由器中有大量负荷时就会发生拥挤。交换机或路由器就将进入的包排队直到能够按规定路线发送它们。如果拥挤严重，队列中的包数就会不断堆积直至队列装满。这时就会丢弃到达的包。端站不知道它们发送的包为什么丢失了。丢失的包超时，端站重发送这些包。如果重发送也未被检测，网络就拥挤得很严重以致网络成为不可用的，叫做“网络崩溃”状态。

幸亏，TCP执行称为“倍增的减少”及“慢开始”的算法来避免拥挤问题。当丢失段时，倍增的减少拥挤避免将拥挤窗口的默认大小降低一半(降至至少一段的最小值)。对于那些留在允许的窗口中的段(segment)，重发送定时器指数地后退。Comer，D.E.，的以TCP/IP工作的因特网，第一卷，原理，协议和结构EnglewoodCliffs，NJ：Prentice-Hall，1991。因为对于每个丢失的包，窗口大小减半，窗口指数地减小；当包超时时，窗口大小在很短的时间间隔显著下降。结果，这种做法减轻了拥挤的结点上的压力。

一但结束拥挤且返回包确认(ACKs)，TCP引起慢-开始恢复。慢开始(附加的)恢复以单段大小开始拥挤窗，并且每一次确认到达时增加拥挤窗一个段，而无论是以一新连接开始业务还是在同一个地方在一段时间的拥挤后增加业务。

使用慢开始算法来避免一旦拥挤状况被改正时溢出(flooding)网络。溢出网络可以很快地引起网络再一次拥挤。发射机每次从接收机接收ACK时，发射机增加窗口大小直至窗口大小达到最大限制的一半。这时，TCP用只在给定的窗口的所有的包都被确认时才增加窗口大小的方法减慢窗口的增长。称此恢复阶段为“拥挤避免阶段”

如TCP等可靠的传输协议对于有固定站的“有线”网络是很好的，但是当用于移动环境时就有问题了。因此存在移动环境下在TCP/IP网络实现可靠的传输协议的方法的需求。参照附图用例子说明这种发明的优选实施方式。

附图的简要说明

在后附的权利要求书中具体说明了本发明的性能。参照附图可以更好地理解本发明及其优选实施方式，其中：

图1是根据本发明的优选实施方式的基本的移动网络图；

图2是移动网络的协议堆栈图，根据本发明的优选实施方式，移动端站-固定端站通过协议堆栈进行通信；

图3是根据本发明的优选实施方式的修正的移动数据中间系统软件的流程图；以及

图4是根据本发明的优选实施方式的修正的移动端站/固定端站传输控制协议/网际协议软件的流程图。

可以理解，为了简化和清楚的说明，图中画出的元件不需要按比例绘制。在认为适当的地方，在图中用相同的标号来指示相应的元件。

附图的详细说明

许多供应商已经开发了在TCP/IP堆栈顶部运行的软件。因此，可以轻易地将在有线环境运行的许多应用转到无线环境，这是在移动网络使用TCP/IP的一个优点。还有，因为许多人及公司已经具有技术诀窍来开发在TCP/IP环境的应用，可以迅速的开发用于移动装置的新应用。他们不需要为了开发应用而学习全部新协议。

TCP是在IP上使用的端到端面向连接的第4层协议。TCP是端到端的协议，在此层的通信是在源终端站及最后的目的地端站之间。IP和低层是局部的；它们将包向前传送到下一个端站。应用(还有会话及表示)层位于TCP层上面。

TCP是面向连接的意味着在源和目的地端站可以使用TCP交换包数据(包)之前，必须用交换建立包的方法在两者之间建立“连接”。一旦建立了这种建立，源及目的地端站以序列数交换包。如果一边以一定的序列数发送一个包，并且在一定的时间间隔内没有收到确认，发射机就重发此包。采用序列数，源端站可以保证目的地端站接收到一个包。