[发明专利]一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法

权利要求书

1.一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在TCP/IP协议栈和BLE协议栈之间添加了一个额外的自适应层，构建新型的TCP/IP和BLE集成协议栈；

2)在所述自适应层中设置BLE连接事件长度自适应机制，自适应地更新连接事件的容量；

3)在所述自适应层中设置BLE连接维护机制，通过预取TCP层等待的数据包以维护连接事件；

4)将添加有所述自适应层的TCP/IP和BLE集成协议栈，应用于BLE主设备和BLE从设备；

5)判断BLE设备是否为从设备，若是，则所述自适应层取消BLE连接事件长度自适应机制的设置，若否，则忽略此步骤。

2.根据权利要求1所述的一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：

21)定义最大连接事件长度L_max、实际连接事件长度L_act以及它们的比值R_lu；

其中，最大连接事件长度L_max为固定连接间隔内连接事件长度的上限，实际连接事件长度L_act为连接事件实际发送的数据量大小，并且L_act≤L_max，R_lu描述最大连接事件长度和事件连接事件长度的间隙，其值在0和1之间，通过调节最大的连接事件长度L_max，使其接近L_act，以提高TCP有效吞吐量；

22)通过下式获得最大连接事件长度L_max：

其中，RTT为TCP数据包的往返时间，由所述自适应层包括的RTT估计方法获得，附加的0.2*L_act用于减小参数更新的开销；

23)通过下式获得实际连接事件长度L_act：

其中p_s为当前BLE协议栈缓冲区中的数据包的大小，p_r为由于链路质量差而重传的数据包的大小，r为每秒传输的有效载荷大小；

24)通过下式获得BLE协议栈缓冲区中的数据包大小p_s：

p_s＝min(S_data，S_snd，S_ble) (4)

其中S_data为剩余要发送的数据包大小，S_snd为TCP发送窗口限制的数据包大小，S_ble为蓝牙协议栈限制的数据包大小；

25)通过下式获得BLE由于链路质量差而重传的数据包大小p_r：

其中e为给定帧错误率(FER)，通过在线学习的方法预测当前e的大小，

所述是发送数据包p_s总共需要发送的次数，通过下式获得：

所述为BLE发送方发送p_s字节数据而需要发送的实际字节数据大小。

3.根据权利要求2所述的一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法，其特征在于，所述步骤22)中自适应层包括的RTT估计方法包括：

221)构建了一个等待时间表，记录每个数据包从进入缓冲区到离开的T_wdata的持续时间；

222)对于传出的包，首先使用跨层信息来判断它是否是ACK包，如果是，将根据其BLE控制器的状态来估计等待时间T_wack；

223)遍历等待时间表，根据数据包报头中的“ACK”字段，找出与ACK对应的数据包的等待时间，一旦找到，将获取数据并从表中删除该项，那些在表中停留的时间超过了阈值的项也将被删除；

224)通过下式获得RTT在当前网络环境下的真实值RTT_r：

RTT_r＝T_s-T_r-(T_wdata+T_wack) (7)

其中T_s是发送数据包的时间戳，T_r是接收到ACK的时间戳。