應(yīng)用于智能電網(wǎng)的單通道tcp/ip頭壓縮方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于智能電網(wǎng)的單通道TCP/IP頭壓縮方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包括用戶設(shè)備UE(User Equipment)、演進(jìn)基站eNodeB (Evolved NodeB)、核心網(wǎng) EPC (Evolved Packet Core)。eNodeB 通過(guò)空中接口和 UE進(jìn)行信令和用戶面數(shù)據(jù)的交互，功能包括接收來(lái)自UE的信令和上行數(shù)據(jù)，以及發(fā)送信令響應(yīng)和下行數(shù)據(jù)到UE。EPC對(duì)外呈現(xiàn)為三個(gè)接口，Sl-MME接口是EPC與eNodeB之間的信令接口，Sl-U接口是EPC與eNodeB之間的用戶面接口，SGI接口是EPC與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN (PacketData Network)之間的接口。
[0003]大部分智能電網(wǎng)的應(yīng)用都只需要維護(hù)一條終端到主站或用戶設(shè)備UE(UserEquipment)到主站的傳輸控制協(xié)議TCP (Transmiss1n Control Protocol)連接。目前無(wú)論是哪一種連接方式，空中接口傳輸?shù)亩际峭暾腡CP報(bào)文，TCP協(xié)議中包含大量維護(hù)鏈路的報(bào)文，在有線環(huán)境下這些報(bào)文可以起到很好的作用，但是在無(wú)線環(huán)境下，空口資源比較緊張，這些報(bào)文本身不包含業(yè)務(wù)信息，但是卻占用了寶貴的空口資源，影響系統(tǒng)容量。但是智能電網(wǎng)要求必須承載在TCP連接中，那么在保證無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)對(duì)外接口不變的情況下有必要在系統(tǒng)內(nèi)部傳輸時(shí)對(duì)傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議TCP/IP頭進(jìn)行壓縮，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
[0004]TCP協(xié)議是Internet最常見(jiàn)的傳輸控制協(xié)議，它可以為用戶提供可靠的通信連接，并且適用于傳輸大批數(shù)據(jù)。為保證傳輸?shù)目煽啃?，TCP協(xié)議提供了很多機(jī)制，并且在有線環(huán)境下取得了很好的運(yùn)行性能。但是無(wú)線鏈路與有線環(huán)境相比具有可靠性差，帶寬相對(duì)較低，時(shí)延較大的特點(diǎn)，TCP的數(shù)據(jù)確認(rèn)和重傳機(jī)制都會(huì)加劇無(wú)線鏈路的擁塞，使得系統(tǒng)出現(xiàn)容量降低，招測(cè)成功率低的問(wèn)題。TCP在無(wú)線環(huán)境下會(huì)遇到以下問(wèn)題:
[0005]I)時(shí)延問(wèn)題導(dǎo)致的擁塞窗口增長(zhǎng)緩慢，丟包后的重傳導(dǎo)致無(wú)線資源的浪費(fèi)，即使在小數(shù)據(jù)傳輸時(shí)此問(wèn)題仍然存在；
[0006]2) TCP傳輸中的大量ACK確認(rèn)包和維持鏈路狀態(tài)的ke印alive包不包含有效業(yè)務(wù)信息，同時(shí)在小數(shù)據(jù)量傳輸時(shí)，TCP/IP包頭所占比例非常大，造成無(wú)線資源的浪費(fèi)；
[0007]3)對(duì)無(wú)線資源的占用還會(huì)導(dǎo)致時(shí)延逐漸增大，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)到達(dá)接收端，降低業(yè)務(wù)傳輸?shù)某晒β省?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決或者減緩上述問(wèn)題的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的單通道TCP/IP頭壓縮方法和相應(yīng)的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的單通道TCP/IP頭壓縮系統(tǒng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種應(yīng)用于智能電網(wǎng)的單通道TCP/IP頭壓縮方法，該方法包括:
[0010]發(fā)送端和接收端在建立TCP連接時(shí)，分別獲取TCP建立報(bào)文中攜帶的在當(dāng)前TCP連接的生命周期內(nèi)保持不變的字段信息，作為頭壓縮的上下文信息；
[0011]發(fā)送端將待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行頭壓縮，得到壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包；
[0012]發(fā)送端通過(guò)無(wú)線鏈路將所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包發(fā)送給接收端；
[0013]接收端根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將接收到的所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包恢復(fù)為完整的TCP/IP數(shù)據(jù)包。
[0014]其中，在TCP連接建立成功時(shí)，所述方法還包括:
[0015]發(fā)送端和接收端將所述上下文信息標(biāo)記為有效狀態(tài)。
[0016]其中，所述將待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行頭壓縮，具體包括:
[0017]將待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包的頭中可以通過(guò)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法進(jìn)行恢復(fù)的字段信息刪除；
[0018]將所述待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包的包頭中的剩余字段構(gòu)建成所述TCP/IP數(shù)據(jù)包的壓縮頭。
[0019]其中，所述根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將接收到的所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包恢復(fù)為完整的TCP/IP數(shù)據(jù)包，具體包括:
[0020]識(shí)別接收到的TCP/IP數(shù)據(jù)包是否為壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包；
[0021]當(dāng)接收到壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包恢復(fù)為完整的TCP/IP數(shù)據(jù)包。
[0022]其中，所述根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包恢復(fù)為完整的TCP/IP數(shù)據(jù)包，具體包括:
[0023]根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包的壓縮頭中缺少的字段信息重新寫(xiě)入。
[0024]其中，在當(dāng)前TCP連接重建時(shí)，所述方法還包括:
[0025]發(fā)送端和接收端將所述上下文信息進(jìn)行更新。
[0026]其中，在當(dāng)前TCP連接關(guān)閉時(shí)，所述方法還包括:
[0027]發(fā)送端和接收端將所述上下文信息標(biāo)記為失效狀態(tài)。
[0028]其中，當(dāng)所述上下文信息為失效狀態(tài)時(shí)，若接收端接收到的TCP/IP數(shù)據(jù)包為壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包，則根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法對(duì)接收到的壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行恢復(fù)。
[0029]其中，當(dāng)發(fā)送端去附著時(shí)，所述方法還包括:
[0030]發(fā)送端和接收端清除所述上下文信息。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種應(yīng)用于智能電網(wǎng)的單通道TCP/IP頭壓縮系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端:
[0032]所述發(fā)送端包括:
[0033]第一上下文信息獲取單元，用于在和接收端建立TCP連接時(shí)，獲取TCP建立報(bào)文中攜帶的在當(dāng)前TCP連接的生命周期內(nèi)保持不變的字段信息，作為頭壓縮的上下文信息；
[0034]數(shù)據(jù)壓縮單元，用于將待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行頭壓縮，得到壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包；
[0035]數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于通過(guò)無(wú)線鏈路將所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包發(fā)送給接收端；
[0036]所述接收端包括:
[0037]第二上下文信息獲取單元，用于在和發(fā)送端建立TCP連接時(shí)，獲取TCP建立報(bào)文中攜帶的在當(dāng)前TCP連接的生命周期內(nèi)保持不變的字段信息，作為頭壓縮的上下文信息；
[0038]數(shù)據(jù)恢復(fù)單元，用于根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將接收到的所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包恢復(fù)為完整的TCP/IP數(shù)據(jù)包。
[0039]其中，所述接收端還包括:
[0040]第一狀態(tài)標(biāo)記單元，用于在TCP連接建立成功時(shí)，將所述上下文信息標(biāo)記為有效狀態(tài)；
[0041]接收端更新單元，用于在當(dāng)前TCP連接重建時(shí)，將所述上下文信息進(jìn)行更新；
[0042]第二狀態(tài)標(biāo)記單元，用于在當(dāng)前TCP連接關(guān)閉時(shí)，將所述上下文信息標(biāo)記為失效狀態(tài)；
[0043]所述發(fā)送端還包括:
[0044]第三狀態(tài)標(biāo)記單元，用于在TCP連接建立成功時(shí)，將所述上下文信息標(biāo)記為有效狀態(tài)；
[0045]發(fā)送端更新單元，用于在當(dāng)前TCP連接重建時(shí)，將所述上下文信息進(jìn)行更新；
[0046]第四狀態(tài)標(biāo)記單元，用于在當(dāng)前TCP連接關(guān)閉時(shí)，將所述上下文信息標(biāo)記為失效狀態(tài)。
[0047]其中，所述數(shù)據(jù)壓縮單元包括:
[0048]刪除模塊，用于將待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包的頭中可以通過(guò)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法進(jìn)行恢復(fù)的字段信息刪除；
[0049]壓縮頭構(gòu)建模塊，用于將所述待傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包的包頭中的剩余字段構(gòu)建成所述TCP/IP數(shù)據(jù)包的壓縮頭。
[0050]其中，所述數(shù)據(jù)恢復(fù)單元包括:
[0051]識(shí)別模塊，用于識(shí)別接收到的TCP/IP數(shù)據(jù)包是否為壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包；
[0052]數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，用于當(dāng)接收到壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將所述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包恢復(fù)為完整的TCP/IP數(shù)據(jù)包，具體為:根據(jù)所述上下文信息和數(shù)據(jù)包中的固定值、保留位以及首部校驗(yàn)方法將述壓縮TCP/IP數(shù)據(jù)包的壓縮頭中缺少的字段信息重新寫(xiě)入。
[0053]本發(fā)明的有益效果為:
[0054]本發(fā)明在進(jìn)行TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通過(guò)對(duì)TCP/IP數(shù)據(jù)包的頭文件進(jìn)行壓縮，降低了單個(gè)用戶對(duì)無(wú)線鏈路資源的占用時(shí)間，盡量避免了不含業(yè)務(wù)信息的數(shù)據(jù)報(bào)文在鏈路中的傳輸，減少對(duì)無(wú)線鏈路資源的浪費(fèi)，提高無(wú)線鏈路的使用效率；