[发明专利]一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法

说明书

一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法，包括：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；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；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；将添加有所述自适应层的TCP/IP和BLE集成协议栈，分别应用于BLE主设备和BLE从设备；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。与现有技术相比，本发明在不违反TCP/IP和BLE规范的前提下显著提高了BLE设备上TCP有效吞吐量。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其是涉及一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法。

背景技术

蓝牙(BLE)是一种低功耗的无线技术，可以在短距离内使用，使设备能够进行通信。传统的BLE设备大多隐藏在无线电网关后面，并依靠网关转换连接到互联网。最近有研究人员将TCP/IP协议栈和BLE协议栈集成起来，这样做的有如下的两个优势。1)互操作性：TCP/IP有助于BLE与传统的TCP/IP网络进行互操作，使用TCP大大简化了物联网网关设计。2)协议支持：广泛使用的物联网应用协议，如MQTT，ZeroMQ等，都建立在TCP协议上，从而BLE设备可以支持更多的上层协议和应用程序。

TCP-over-BLE协议栈的TCP与其他无线通信技术上的TCP相比，TCP有效吞吐量显著下降，BLE上的TCP设备仅达到BLE物理比特率的9.1％，远低于TCP-over-802.11、TCP-over-802.11b和TCP-over-802.15.4协议栈的比率。造成TCP-over-BLE协议栈的TCP有效吞吐量低下的主要原因在于BLE连接事件效率低下。当通过BLE传输TCP时，一般有以下两种情况导致连接事件效率低下，严重造成TCP有效吞吐量下降：1)实际连接事件长度远小于连接间隔。当它们的差异大于TCP的往返时间(RTT)时，TCP ACK每次都必须在BLE缓冲区中等待。2)连接事件在传输完成后，TCP接收器发送ACK后端，导致后续的TCP数据包必须在BLE缓冲区中等待近一个连接间隔。

目前，针对此问题，现存的工作聚焦于架构设计或者BLE性能本身的优化，未能探索当TCP/IP协议栈和BLE协议栈集成时的TCP-over-BLE协议栈的性能优化，造成TCP有效吞吐量严重下降的原因出发。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，对TCP/IP协议栈和BLE协议栈的集成协议栈进行优化，提出一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法。

本发明的目的是提高TCP在配备TCP协议的BLE设备上的有效吞吐量，而提出的一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种面向TCP/IP和BLE集成协议栈的优化方法，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。

所述的步骤2)具体为：