大唐移动无线tcp优化技术

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1、大唐移动无线TCP优化技术引言：中国移动现有TD-SCDMA用户中，有很大一部分是数据卡用户，手机用户中相当高比例的用户有数据业务使用需求，因此拓展TD-SCDMA用户量及业务收入的一个基础条件就是TD-SCDMA网络建设和部署能够保证终端用户使用数据业务的完美体验。目前中国移动国内TD-SCDMA网络还没有达到100%完全无缝覆盖，各地TD-SCDMA现网中有大量区域的没有经过很好的规划完善和网络优化，存在着大量的弱信号覆盖和强干扰的区域。移动用户使用TD-SCDMA终端进入这些区域时，在使用数据业务过程中会发生传输速率陡降、速率不稳定甚至断线的情况

2、。这给终端用户的数据业务体验带来了困扰，让TD-SCDMA用户感知体验较差，从而对网络的满意度大大降低，引发投诉，这也成为中国移动进一步拓展TD-SCDMA用户的一大阻碍。大唐移动针对现网弱覆盖、强干扰区域数据业务体验下降的问题进行了专项技术攻关，提出在RNC侧实施TCP传输功能优化的解决方案，并在浙江移动金华现网进行了规模验证，确认对TD-SCDMA现网数据业务的性能有显著的改善和提升。TCP协议概述标准定义TCP即TransmissionControlProtocol（传输控制协议），是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，在OSI基

3、础网络模型中，TCP完成传输层所指定的功能，由IETF的RFC793定义。图一TCP协议在OSI网络模型中的位置在Internet网络上TCP协议有广泛的应用，主要提供进程间的通信机制，处理端到端的差错控制和流量控制，保证数据传输的可靠性。基本工作原理网络通信中，应用层向传输层发送用于网间传输的数据流，然后传输层的TCP协议按照数据链路层的最大传送单元（MTU）的设置，将数据流封装成一个或数个数据包报文，之后TCP将数据包传给网络层，由网络层的IP协议将包传送给接收端的TCP层。TCP交互中，为了保证通信过程中不发生丢包，传送过程中会对数据包编上序号，

4、并保证传送到接收端的数据包的按序接收；接收端对已成功收到的数据包回发一个确认(ACK)；如果发送端发出数据包后，在预期的时间段(RTT)内未收到确认，那么TCP就认为该数据包丢失，并启动重传机制。接收到数据包后，TCP采用校验和函数来检验数据传送过程中是否有错误，在发送和接收时都要计算校验和，如果校验错误，TCP也会发起重传。图二TCP通信的三步握手机制可靠性机制TCP通信的三步握手机制通过以下手段确保数据包准确及时的从发送端传送到接收端：当发送端的TCP发出一个数据包后，会启动一个定时器（协商好的时间段），等待接收端返回正确接收到数据包的确认信息，如

5、果不能及时收到确认，TCP就会启动重传机制，重新发送这个数据包；采用端到端的校验和方式（数据包首部和数据的校验和）确保数据包的准确性，如果收到的数据包的校验和有差错，TCP将丢弃这个数据包，并且不会给出确认信息返回；数据包传送中有可能失序，因此TCP会对收到的数据包进行排序重组，将正确的数据流发给应用层；对于重复收到的数据包，TCP会丢弃重复的数据包；TCP连接采用缓冲空间协商的方式提供流量控制，接收端的TCP只允许发送端传送本端缓冲区所能接纳的数据，这可以防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。无线TCP传输分析无线链路特征TCP通信交互中采用流量控制

6、机制和资源分配策略都有默认的前提：假定底层的物理媒质是高度可靠的，数据传输的可靠性相对较高。这一前提在有线网络中可以充分保证，但对于无线网络基本不适应，因此在无线通信网络中，TCP的相关机制和策略并不一定适用有效。无线通信链路数据传输的特点是带宽较低、误码率较高，且传输过程易受其他信号干扰、多径传播衰减的影响。无线信道的通信行为和特性会随时间、地理位置、环境而发生随机变化，无线链路层的差错控制对包一级的QoS的影响也是随时间变化的。无线TCP分析无线网络环境存在着误码率高、传输带宽低、移动性及终端供电有限等特点，使得原本为固定主机、有线网络设计的TCP

7、协议在这种环境下出现了很多不适应的问题，缺陷主要表现在以下几个方面：在包含有线网络和无线网络的端到端环境中缺乏有效的错误检测机制。通过校验或超时未接到确认，TCP只能检测到发生了错误，即有数据包被丢弃，而无法检测出错误的性质。TCP对检测到的错误，均假设丢包由于网络拥塞造成。这种假设对于有线网络是成立的，但对无线网络环境不适用；缺乏有效的错误恢复机制。一旦检测出丢包，TCP便触发拥塞控制处理过程，首先重传未被确认的包，减小拥塞窗口从而降低发送速率；然后激活拥塞控制机制，包括超时指数回退、减小慢启动阈值；最后进入拥塞避免阶段以确保拥塞得以解除。如果丢包是

8、由于无线网络的误码率高或者移动设备切换的原因发生的，而不是网络的拥塞，那么TCP的这种错误恢复