cdma2000 1x的分组网络优化

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  cdma20001x网络优化的主要目标是使系统达到最大的吞吐量、最小的传输延迟,从而充分发挥cdma20001x的无线传输优势,在一定程度上提高无线数据网络的性能,保证其无线数据业务的实现。该网络的优化可以分为两个方面:无线网络的优化和分组网络的优化。



  无线网络的优化方法总体上与IS-95CDMA网络优化类似,但数据传输对无线环境的要求更高,并要对前向链路和反向链路的cdma20001x相关参数进行优化。本文主要侧重介绍cdma20001x的分组网络优化。



  分组网络的优化主要是为了在现有的无线环境下,针对无线环境TCP传输特性与有线环境的差异性,通过对TCP参数的优化以及采用TCP优化、缓存设备等,提高cdma20001x无线数据传输性能。



  cdma20001x分组网络是采用TCP/IP协议的一种计算机网络,其传输层主要采用TCP和UDP协议。TCP是一种面向连接的,用于在各种网络条件下可靠地传输数据的传输控制协议,而UDP是非连接的数据报文协议。从优化的角度看,TCP的参数设置对数据传输性能有较大影响。



  TCP采用基于窗口的拥塞控制机制,目前最常用的有4种拥塞控制算法:慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复。这些拥塞控制算法的目的主要是在有线网络条件下,避免产生不合理的大量的网络流量。在无线链路上运行TCP/IP时,TCP拥塞控制有许多不同于有线传输的情况。在无线链路上,由于无线信号丢失、切换等造成误比特率明显比有线链路高,这样TCP的某些算法就不是很理想了。当数据在无线信道上传输时,就会出现延迟、带宽振荡和不对称等在有线信道传输时TCP算法中未曾考虑过的因素。而TCP/IP帧头压缩、选择性确认和MTU尺寸的优化这些TCP参数的设置又会对cdma20001x网络的性能产生较大的影响。根据理论及实际测试的结果,TCP参数的设置原则如下:关闭TCP/IP帧头压缩功能;允许选择性证实功能;假如TCP数据段错误率过高,可设法降低MTU的大小;允许在第二个重复的ACK响应收到后就开始快速重传;尽量使ACK的延时最小化,在接收端每收到一段数据就回一个响应。在具体的网络优化过程中,TCP参数优化设置在实施时还要结合实际情况进行。



  由于无线链路和有线链路对TCP参数的要求不同,而TCP是一种端到端的传输控制协议,其控制参数很难兼顾无线和有线网络。有线网络与无线网络对数据包丢失的处理也有所不同。例如,有线网络认为丢包主要是由于网络拥塞,一旦发生丢包,TCP就会将发送窗口减少一半,以减少拥塞。但如果丢包是发生在无线网络上,实际上更有可能是由于无线信道的瞬间快衰落造成的,这种衰落可能很快就恢复了,这时如果使TCP窗口减少,就会降低数据吞吐量。为了达到较好的优化效果,可以通过以下两种途径对cdma20001x数据分组网络进行优化。



  传输层优化。可以在有线和无线网络之间增加一种基于传输层的无线网关装置,通过对有线和无线链路分别处理,提高数据吞吐量和传输效率。



  应用层优化。可通过增加一种对应用层进行优化的设备,通过缓存、数据压缩以及协议调整、重新编码的方法,改进应用层的效率。



  此外,由于目前互联网上各种应用服务器都由不同的内容提供商控制,因而所采用的服务器设备、操作系统各不相同。为了确保cdma20001x网络的数据性能,网络运营商必须提供完整的解决方案。由于有线网络的丢包率比无线网络低得多,因此只需在无线链路两端采用选择性确认即可。具体来说,就是在cdma20001x分组网络的PDSN后增加一个无线网关设备。它应具备旁路功能,当其发生故障和负荷过大时,无线网络仍能保证提供业务。无线网关可以将cdma20001x终端到应用服务器的TCP链路分为两段,在有线链路仍采用常规的TCP机制,而面向无线侧则采用选择性确认。无线网关还可以根据需要适当调整MTU的大小,减小确认响应延时等。另外,由于无线网络的时延变化很大,很容易超时,根据TCP的拥塞控制机制,一旦超时就会重新开始慢启动,这就会降低传输效率。无线网关可以较准确地算出无线链路TCP的往返时间,减少慢启动,提高传输效率。通过无线网关对TCP传输路径的分段处理,可以使无线网络的数据吞吐量得到明显提高。



  对于cdma20001x网络,还可以基于应用层进行优化。通过将用户经常访问的内容放在缓存中以及对未压缩的图形和文本文件进行压缩都可以提高访问速度。在访问Web页面时所采用的HTTP版本对访问速度也有影响。可以在应用优化服务器上将HTTP1.0的多个连接请求转换成HTTP1.1的一个连接请求,提高网络的实际吞吐量。




摘自 人民邮电报
   
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