一种移动网络UDP业务拥塞处理方法及基站与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种移动网络udp业务拥塞处理方法及基站。

背景技术：

在网络通信中，传输层协议包括传输控制协议(transmissioncontrolprotocol，tcp)和用户数据报协议(userdatagramprotocol，udp)。tcp是面向连接的，保证高可靠性(数据无丢失、数据无失序、数据无错误、数据无重复到达)。udp是一种面向非连接的协议，其主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式，而不提供数据包分组、组装，且不能对数据包进行排序，接收端也不对接收的报文发出确认，不能保证可靠传输。

由于udp在处理数据包时具有资源消耗小、处理速度快的特点，在音频、视频和数据传送时得到广泛的应用。然而，由于网络的波动性，udp数据包很容易在网络节点被丢弃，从而导致数据传输不可靠。例如对于视频的传输，就可能由于丢包而出现花屏、卡顿和跳秒现象，从而影响到用户业务体验感受。在移动网络中，由于基站与用户设备间无线接入网络质量的不确定性，尤其伴随用户移动的场景，用户设备对udp业务的体验感受将伴随丢包而产生波动性的影响。

传统的udp业务本身是不具备拥塞控制和拥塞处理机制的，当发生拥塞时，数据包被直接丢弃。即使接收客户端能够通过向服务器发送internet控制报文协议(internetcontrolmessageprotocol，icmp)端口不可达差错消息提示服务器接收端已经发生拥塞，但该方式也无法直接降低已经丢失的数据包对用户体验的影响。而tcp传输协议在收发数据包时，虽然具有拥塞控制机制，但在非丢包时协议开销较大，网络传输带宽利用率低于udp协议，而一旦发生丢包，传输效率进一步锐减。因此，在移动网络中，当使用udp传输数据时，如何降低拥塞时的丢包率，提高传输可靠性，成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本申请提供一种移动网络udp业务拥塞处理方法及基站，能够在使用udp传输数据时，降低拥塞时的丢包率，提高传输可靠性。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种移动网络udp业务拥塞处理方法，该方法可以包括：

基站接收服务器发送给用户设备的第一udp数据包；向所述用户设备发送所述第一udp数据包，将所述第一udp数据包复制并缓存在所述基站；若在向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，收到所述用户设备发送的拥塞消息，则再次向所述用户设备发送所述第一udp数据包。

第二方面，本申请提供一种基站，该基站包括：接收模块、发送模块和存储模块。其中，接收模块用于接收服务器发送给用户设备的第一udp数据包；发送模块，用于向所述用户设备发送所述第一udp数据包；存储模块，用于复制并缓存所述第一udp数据包；所述接收模块，还用于接收所述用户设备发送的拥塞消息；所述发送模块，还用于若在向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，所述接收模块收到所述用户设备发送的拥塞消息，则再次向所述用户设备发送所述第一udp数据包。

第三方面，本申请提供一种基站，该基站包括：处理器、收发器和存储器。其中，存储器用于存储计算机执行指令，当该基站运行时，处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令，以使该基站执行第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的移动网络udp业务拥塞处理方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有一个或多个程序，一个或多个程序包括计算机执行指令，当该基站的处理器执行该计算机执行指令时，该基站执行上述第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的移动网络udp业务拥塞处理方法。

第五方面，本申请提供一种通信系统，该通信系统包括用户设备、服务器和第二方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的基站。

本申请提供的移动网络udp业务拥塞处理方法、装置及系统，基站在收到服务器发送给用户设备的第一udp数据包后，向所述用户设备发送所述第一udp数据包；并将所述第一udp数据包复制并缓存在所述基站；若在向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，收到所述用户设备发送的拥塞消息，则再次向所述用户设备发送所述第一udp数据包。相对于现有技术中，基站不加控制的将udp数据包转发给用户设备。本发明提供的移动网络udp业务拥塞处理方法，利用基站较为强大的存储和处理能力，在基站给用户设备转发数据包的同时复制并存储该数据包。如果用户设备发送拥塞消息，则基站向用户设备再次发送缓存的数据包，从而通过基站缓存数据包的方式提高传输协议的可靠性，降低移动网络中udp业务拥塞时的丢包率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的移动网络udp业务拥塞处理方法及基站应用的通信网络结构示意图；

图2为本发明实施例提供的移动网络udp业务拥塞处理方法示意图；

图3为本发明实施例提供的基站的结构示意图一；

图4为本发明实施例提供的基站的结构示意图二；

图5为本发明实施例提供的基站的结构示意图三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的移动网络udp业务拥塞处理方法、装置及系统进行详细地描述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。

本发明的说明书以及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，或者用于区别对同一对象的不同处理，而不是用于描述对象的特定顺序。

此外，本发明的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

本发明实施例提供的移动网络udp业务拥塞处理方法可以应用于图1所示的通信网络中，该通信网络可以为第五代(5thgeneration，5g)移动通信网络，还可以为第四代(4thgeneration，4g)(如：演进型分组系统(evolvedpacketsystem，eps)移动通信网络，还可以为其他实际的移动通信网络，本发明不予限制。

如图1所示，该通信网络可以包含：用户设备、基站、数据网络。其中，图1中的用户设备可以用于通过无线空口连接到运营商部署的接入网设备，继而接入数据网络；基站主要用于实现无线物理层功能、资源调度和无线资源管理、无线接入控制以及移动性管理功能；数据网络可以包含网络设备(如：服务器、路由器等设备)，数据网络主要用于为终端设备提供数据服务。需要说明的是，图1仅为示例性架构图，除图1中所示功能单元之外，该网络架构还可以包括其他功能单元，本发明实施例对此不进行限定。

上述用户设备可以为用户设备(userequipment，ue)，如：手机、电脑，还可以为蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(sessioninitiationprotocol，sip)电话、智能电话、无线本地环路(wirelesslocalloop，wll)站、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、膝上型计算机、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星无线设备、无线调制解调器卡、电视机顶盒(settopbox，stb)、用户驻地设备(customerpremiseequipment，cpe)和/或用于在无线系统上进行通信的其它设备。

本发明实施例提供的移动网络udp业务拥塞处理方法，应用于图1所示的通信网络的udp传输中。利用基站较为强大的存储和处理能力，在基站给用户设备转发数据包的同时复制并存储该数据包。如果用户设备发送拥塞消息，则基站向用户设备再次发送缓存的数据包，从而通过基站缓存数据包的方式提高传输协议的可靠性，降低移动网络中udp业务拥塞时的丢包率。

本发明实施例提供一种移动网络udp业务拥塞处理方法，如图2所示，该方法可以包括s101-s108：

s101、基站接收服务器发送给用户设备的数据包。

具体的，所述基站可以是图1中的基站，图1中用户设备请求使用服务器提供的业务，比如用户设备通过服务器提供的视频业务收看球赛。服务器通过基站给用户设备发送数据包，所述数据包的业务类型是视频业务。

s102、基站确定接收的数据包是否为udp数据包。

可选的，基站可以在传输层识别数据包，解析传输层ip数据包报头的协议字段，若协议字段等于17，则该数据包为udp数据包。基站也可以采用其他方式识别数据包，本申请不作限定。

s103、基站向用户设备发送所述数据包。

可选的，如果步骤s102中，基站确定接收的数据包不是udp数据包，则基站向用户设备发送所述数据包后，过程结束。

可选的，如果步骤s102中，基站确定接收的数据包是udp数据包，则向用户设备发送所述udp数据包。然后继续执行步骤s104。

s104、基站复制并缓存udp数据包。

其中，如果步骤s102中，基站确定接收的数据包是udp数据包，则执行步骤s103和s104的顺序可以根据实际情况调整。即基站可以先给用户设备转发该udp数据包，再将所述udp数据包复制并缓存在基站；也可以先将所述udp数据包复制并缓存在基站，再给用户设备转发该udp数据包。本发明对步骤s103和s104的执行顺序不做限定。

s105、基站启动定时器，并将计数器的值加1。

具体的，基站可以设置一个定时器，和一个计数器。

可选的，定时器的时长可以根据业务处理时延设置。在数据包传输过程中，针对基站发送给用户设备的udp数据包，用户设备若因发生拥塞未能处理该udp数据包，用户设备应该在业务处理时延内将拥塞消息发送给基站。因此，业务处理时延的大小应包含udp数据包从基站发送到用户设备的时延，用户设备处理并生成拥塞消息的时延，以及拥塞消息从用户设备发送到基站的时延。通常，udp数据包从基站发送到用户设备的时延和拥塞消息从用户设备发送到基站的时延是固定的，例如lte网络中udp数据包从基站发送到用户设备的时延与拥塞消息从用户设备发送到基站的时延之和可认为等于两个帧长，约为20ms；用户设备处理并生成拥塞消息的时延则与用户设备的处理能力有关，通常处理能力越强，用户设备处理并生成拥塞消息的时延越小。可以根据实际情况和运营商策略设置定时器的时长，本发明对定时器的时长不作具体限定。

可选的，计数器的初始值可以设置为0，基站每次给用户设备发送udp数据包，则相应的将计数器的值加1。

可选的，基站还可以设置udp数据包最大发送次数。其中，udp数据包最大发送次数是指，基站重复向用户设备发送同一个udp数据包的次数上限。同一个udp数据包发送次数达到最大发送次数，则意味着用户设备的拥塞可能是端口错误或其他较为严重的用户设备客户端、用户设备故障。基站判断，如果计数器的值等于udp数据包最大发送次数，则停止向用户设备再次发送udp数据包，以避免在拥塞导致的丢包无法挽救时，不断发送数据包而过度占用无线接入网网络资源。

本发明不限制定时器的形式以及时长，也不限制控制udp数据包发送次数的形式。在实际应用中，可以使用其他方式来控制等待用户设备发送拥塞消息的时间长度，也可以使用其他方式来控制udp数据包发送次数，本发明只示例给出一种优选的方案。

s106、定时器超时前，基站是否收到用户设备发送的拥塞消息。

如果在定时器超时前，基站收到用户设备发送的拥塞消息，执行步骤s107；如果在定时器超时前，基站未收到用户设备发送的拥塞消息，执行步骤s108。

可选的，如果基站收到用户设备发送的拥塞消息，则向服务器发送拥塞指示信息，用于指示用户设备发生拥塞。其中，拥塞指示信息中可以包括用户设备标识，用于指示发生拥塞的用户设备。

可选的，基站可以将用户设备发送的拥塞消息直接转发给服务器，作为拥塞指示信息；也可以由基站生成拥塞指示信息，向服务器发送所述基站生成的拥塞指示信息。

优选的，基站可以判断计数器的值，如果计数器的值等于1，即基站第一次收到所述用户设备发送的拥塞消息，则向服务器发送拥塞指示信息。

s107、基站向用户设备发送缓存在基站的udp数据包。

具体的，基站向用户设备发送缓存在基站的udp数据包后，重新启动定时器，并将计数器的值加1。

之后，回到步骤s106，判断在定时器超时前，基站是否收到用户设备发送的拥塞消息。

具体的，在向用户设备发送缓存在基站的udp数据包之前，基站判断计数器的值，如果计数器的值等于最大发送次数，则不向用户设备发送缓存在基站的udp数据包，而直接执行s108。

s108、基站删除缓存在基站的udp数据包。

本申请提供的移动网络udp业务拥塞处理方法、装置及系统，基站在收到服务器发送给用户设备的第一udp数据包后，向所述用户设备发送所述第一udp数据包；并将所述第一udp数据包复制并缓存在所述基站；若在向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，收到所述用户设备发送的拥塞消息，则再次向所述用户设备发送所述第一udp数据包。相对于现有技术中，基站不加控制的将udp数据包转发给用户设备。本发明提供的移动网络udp业务拥塞处理方法，利用基站较为强大的存储和处理能力，在基站给用户设备转发数据包的同时复制并存储该数据包。如果用户设备发送拥塞消息，则基站向用户设备再次发送缓存的数据包，从而通过基站缓存数据包的方式提高传输协议的可靠性，降低移动网络中udp业务拥塞时的丢包率。

上述主要从基站的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，基站为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的基站及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例对基站进行功能模块或者功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块或者功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或者功能单元的形式实现。其中，本发明实施例中对模块或者单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

本发明实施例提供一种基站，在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图3示出了上述实施例中所涉及的基站的一种可能的结构示意图。该基站包括接收模块201、发送模块202、存储模块203。

其中，所述接收模块201，用于接收服务器发送给用户设备的第一udp数据包；还用于接收所述用户设备发送的拥塞消息。。

所述发送模块202，用于向所述用户设备发送所述第一udp数据包；还用于若在向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，所述接收模块201收到所述用户设备发送的拥塞消息，则再次向所述用户设备发送所述第一udp数据包。

所述存储模块203，用于复制并缓存所述第一udp数据包。

可选的，结合图3，如图4所示，本发明实施例提供的基站还可以包括处理模块204。

所述处理模块204，用于若在所述发送模块202向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，所述接收模块201未收到所述用户设备发送的拥塞消息，则删除所述缓存在所述基站的第一udp数据包。

可选的，所述处理模块204，还用于当所述发送模块202向所述用户设备发送第一udp数据包的次数等于最大发送次数后，删除所述缓存在所述基站的第一udp数据包。

可选的，所述发送模块202，还用于向所述服务器发送拥塞指示信息，所述拥塞指示信息用于指示所述用户设备发生拥塞。

可选的，所述处理模块204还用于生成拥塞指示信息。

可选的，所述发送模块202还用于向所述服务器转发所述接收模块201收到的所述用户设备发送的拥塞消息；或者向所述服务器发送所述处理模块204生成的拥塞指示信息。

可选的，所述发送模块202，具体用于在所述接收模块201第一次收到所述用户设备发送的拥塞消息后，向所述服务器发送所述拥塞指示信息。

本发明实施例提供的基站，在收到服务器发送给用户设备的第一udp数据包后，向所述用户设备发送所述第一udp数据包；并将所述第一udp数据包复制并缓存在所述基站；若在向所述用户设备发送所述第一udp数据包之后的预设时间内，收到所述用户设备发送的拥塞消息，则再次向所述用户设备发送所述第一udp数据包。相对于现有技术中，基站不加控制的将udp数据包转发给用户设备。本发明提供的基站，利用自身较为强大的存储和处理能力，在给用户设备转发数据包的同时复制并存储该数据包。如果用户设备发送拥塞消息，则向用户设备再次发送缓存的数据包，从而通过基站缓存数据包的方式提高传输协议的可靠性，降低移动网络中udp业务拥塞时的丢包率。

在采用集成的单元的情况下，图5示出了上述实施例中所涉及的基站的一种可能的结构示意图。该基站包括：处理单元302和通信单元303。处理单元302用于对基站的动作进行控制管理，例如，执行上述存储模块203、处理模块204执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信单元303用于支持基站与其他网络实体的通信，例如，执行上述接收模块201、发送模块202执行的步骤。基站还可以包括存储单元301和总线304，存储单元301用于存储基站的程序代码和数据。

其中，上述处理单元302可以是基站中的处理器或控制器，该处理器或控制器可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。该处理器或控制器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。

通信单元303可以是基站中的收发器、收发电路或通信接口等。

存储单元301可以是基站中的存储器等，该存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

总线304可以是扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。总线304可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有一个或多个程序，一个或多个程序包括指令，当上述基站的处理器执行该指令时，该基站执行上述方法实施例所示的方法流程中基站执行的各个步骤。

本发明实施例提供一种通信系统，该通信系统可以包括基站、用户设备、服务器，该基站用于转发服务器发送给用户设备的数据包，以执行本发明实施例提供的移动网络udp业务拥塞处理方法。对于基站、用户设备、服务器的描述具体可以参见上述方法实施例和装置实施例中的相关描述，此处不再赘述。

结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以由硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于ram、闪存、rom、可擦除可编程只读存储器(easableprogrammablerom，eprom)、电可擦可编程只读存储器(electricallyeprom，eeprom)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(cd-rom)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。