[发明专利]一种LTE-WLAN异构无线网络系统中的跨层ARQ方法

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。

主权项

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)信息、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时间戳；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时间顺序排列的，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时间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时间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时间戳插入到确认等待队列；接收端反馈的ACK信息帧格式包括：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。