專利名稱：一種基于混合網(wǎng)絡(luò)的帶寬估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及無線傳輸理論。
背景技術(shù)：
隨著第三代移動通信系統(tǒng)逐漸進(jìn)入民用階段，國內(nèi)外有關(guān)未來移動通信系統(tǒng)的研究已初見端倪，其中的熱點(diǎn)問題之一就是將自組織網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)相融合組成一種混合網(wǎng)絡(luò)?；旌暇W(wǎng)絡(luò)兼具蜂窩網(wǎng)和自組織網(wǎng)的特點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)用戶利用單一終端既可以動態(tài)地組成一定范圍內(nèi)的局域子網(wǎng)，享受周邊的服務(wù)資源，也可以通過多跳轉(zhuǎn)發(fā)接入基站獲得廣域網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。良好的靈活性和擴(kuò)展性使得混合網(wǎng)絡(luò)成為未來移動通信系統(tǒng)的一種重要組成形式。目前國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)和研究人員已經(jīng)針對混合網(wǎng)絡(luò)開展了一定的研究工作，提出許多網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)想以及關(guān)鍵技術(shù)問題的解決思路。目前，國外許多研究機(jī)構(gòu)都對自組織網(wǎng)和蜂窩網(wǎng)相融合的技術(shù)展開了研究，力圖在概念和技術(shù)上為未來移動通信系統(tǒng)尋求創(chuàng)新和突破，這些組網(wǎng)技術(shù)充分利用了自組織網(wǎng)和蜂窩網(wǎng)的優(yōu)勢，獲得了較好的網(wǎng)絡(luò)性能，按照中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的設(shè)置節(jié)點(diǎn)支持的通信模式以及節(jié)點(diǎn)的移動性。融合蜂窩網(wǎng)和自組網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)框架是貝爾實(shí)驗(yàn)室和加利福尼亞大學(xué)提出的一種具有多種通信模式的混合網(wǎng)絡(luò)模型，該模型下的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都同時(shí)具備兩種空中接口，使其既支持蜂窩鏈路也支持基于PQRSTTU的點(diǎn)到點(diǎn)廣播鏈路。用戶終端與基站間交互的數(shù)據(jù)分組既可以通過用戶終端與基站間的無線鏈路直接進(jìn)行通信，也可以先利用點(diǎn)到點(diǎn)的 PQRSTTU廣播信道多跳轉(zhuǎn)發(fā)給代理用戶，再由代理用戶與基站利用無線鏈路進(jìn)行通信?；旌暇W(wǎng)絡(luò)的帶寬估計(jì)一般是利用TCP連接的歷史信息估計(jì)網(wǎng)絡(luò)的可利用帶寬，可利用的信息數(shù)量越多，可利用帶寬估計(jì)就會越準(zhǔn)確，因而就能夠更好和更公平的利用網(wǎng)絡(luò)資源，這是現(xiàn)有的各種帶寬估計(jì)技術(shù)所秉承的一個(gè)原則。鏈路上可利用帶寬的大小取決于 (I)傳輸路徑上瓶頸鏈路的物理帶寬；(2)競爭同一鏈路的連接的數(shù)量，混合網(wǎng)絡(luò)的模型分類結(jié)構(gòu)如圖I所示。由于TCP向網(wǎng)絡(luò)中注入包時(shí)間的特殊性和TCP源端測量ACK時(shí)間間隔和估計(jì)最小 RTT的不準(zhǔn)確性，會出現(xiàn)如下問題，這些問題最終會影響到帶寬估計(jì)
(1)聚(Clustering)；
(2)ACK 壓縮(ACK Compression)；
(3)TCP粗粒度時(shí)鐘機(jī)制(TCP coarse, grained clocks)；
(4)重新路由(Rerouting)；
(5)聚類(Clustering)；
共享同一鏈路的不同TCP連接中的報(bào)文段不會混合，同一連接中連續(xù)發(fā)送的報(bào)文段在傳輸它們的一段時(shí)間內(nèi)是完全占用鏈路帶寬的。因此，為了正確估計(jì)帶寬，TCP源端檢測自己利用鏈路的時(shí)間必須大于整串包的傳輸時(shí)間，另外，用于平滑帶寬取樣的過濾技術(shù)也需要足夠的時(shí)間以把所有的取樣考慮進(jìn)來。合適的最小檢測時(shí)間取決于共享鏈路的連接的數(shù)量和報(bào)文段串的尺寸，也就是取決于帶寬延遲乘積。常規(guī)的帶寬估計(jì)方法包括均方根法 (RMSM)，自相關(guān)法，最大熵法(MEM)和能量集中法(EIM)等方法。因此，為保證混合網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用，需設(shè)計(jì)合理的帶寬估計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決混合網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供一種基于混合網(wǎng)絡(luò)的帶寬估計(jì)方法，其特征在于
A、進(jìn)行混合網(wǎng)絡(luò)可用帶寬估計(jì)；
B、建立業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元；
C、設(shè)置滿足業(yè)務(wù)調(diào)度公平要求的速率控制單元。所述步驟A中，令％為發(fā)送端收到第> fACK信息的時(shí)間，dk為接收端收到的
第^個(gè)數(shù)據(jù)包的大小，當(dāng)ACK信息返回至發(fā)送端時(shí)，發(fā)送端通過規(guī)則￡,的=~^~~獲 k h-k-i
得可用帶寬的估計(jì)值，其中⑷⑷α的取值規(guī)則為若
n *n,,~— mHk)
BW[k)>BWe(k-1)，則以—BW(,fc) BW(k)<BWe(k-l)，貝。所述步驟B中，建立業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元。其由自適應(yīng)控制器、參數(shù)估計(jì)單元、通用最小方差(GMV)控制單元以及主動隊(duì)列管理模塊組成。業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單
元工作流程為a.設(shè)置初始值P(O)和列:0) ；b-取序號為I；的輸入和輸出數(shù)據(jù)；c.使
t , Ffi-I)
用 s(k、= y(k、-f (i-l)iP(i)計(jì)算估計(jì)誤差;d·使用 g_ = Α+φΡ(無-1)φ(Α 犾得估計(jì)增益；e.計(jì)算=+獲得4的估計(jì)值#(.t) ;f.使用規(guī)則
Ρψ) = + [/-g(k)</(*)]Ρ(λ—I)更新,其中業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元的系統(tǒng)方程為
=沒· ，& =Ao…^JS ]，
=-y^k~nj,,, u、k~d、u、k-d -I) ... u{k-d -婼)了，i 為
遺忘因子，總的工作流程如圖2所示。
、Kyv (A)-Ffz*1) y(k)所述步驟B中，GMV控制單元的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為=^if，其
中 β(ζ-1) = e0 +^1Z-2 + …切卜嚴(yán),P (z-1) = Jl +J1Z-2+- + f^z-^ ,馬,、P 為可調(diào)參
數(shù)。業(yè)務(wù)流經(jīng)過GMV控制單元，然后通過主動隊(duì)列管理單元和TCP擁塞窗口調(diào)整單元使用對新慢啟動門限和擁塞控制窗口更新的規(guī)則對業(yè)務(wù)流進(jìn)行調(diào)整，更新規(guī)則為若擁塞控制窗口不小于慢啟動門限值則擁塞控制窗口的大小等于慢啟動門限值 ;若擁塞控制窗口小于慢啟動門限值，則擁塞控制窗口保持原值，其中 為慢啟動門限值，
權(quán)利要求
1.一種基于混合網(wǎng)絡(luò)的帶寬估計(jì)方法，解決混合網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用問題，包括如下步驟A、進(jìn)行混合網(wǎng)絡(luò)可用帶寬估計(jì)；B、建立業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元；C、設(shè)置滿足業(yè)務(wù)調(diào)度公平要求的速率控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，對于所述步驟A其特征在于令 h為發(fā)送端收到第&個(gè)ACk信息的時(shí)間，dk為接收端收到的第i個(gè)數(shù)據(jù)包的大小，當(dāng)ACK信息返回至發(fā)送端時(shí)，發(fā)送端通過規(guī)則= 獲得可用帶寬的估計(jì)值，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，對于所述步驟B其特征在于建立業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元其由自適應(yīng)控制器、參數(shù)估計(jì)單元、通用最小方差(GMV)控制單元以及主動隊(duì)列管理模塊組成，業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元工作流程為a.設(shè)置初始值夕(0)和外O) ；b-取序號為的輸入和輸出數(shù)據(jù)；c.使用=
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，對于所述步驟B其特征在于
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，對于所述步驟C其特征在于速率控制單元由業(yè)務(wù)流速率控制器和業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元組成，速率控制器由系統(tǒng)增益模塊&·、z變換模塊,1、加法器以及兩個(gè)連續(xù)競爭接入的時(shí)間間隔模塊τ組成，其中式為連續(xù)干擾
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合網(wǎng)絡(luò)的帶寬估計(jì)方法，通過進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)可用帶寬估計(jì)、建立業(yè)務(wù)流優(yōu)化調(diào)度單元、設(shè)置滿足業(yè)務(wù)調(diào)度公平要求的速率控制單元等步驟，實(shí)現(xiàn)了混合網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用和業(yè)務(wù)的優(yōu)化傳輸。
文檔編號H04L25/02GK102611653SQ20121005339
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月4日
發(fā)明者黃東 申請人:黃東