專利名稱：網(wǎng)絡帶寬分配方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)上傳技術，特別是一種網(wǎng)絡帶寬分配方法。
背景技術：
一直以來，帶寬分配是設計一網(wǎng)絡系統(tǒng)時經(jīng)常被注意的項目之一；以被動光網(wǎng)絡(passive optical network；PON)為例，將多個光網(wǎng)絡單元(OpticalNetwork Unit；ONU)設置在對應數(shù)量的辦公室或家庭中，并且利用被動裝置耦接至單一光線路終端(Optical Line Terminal；OLT)。也就是說，光線路終端位于局端，通過光纖連接到終端(即客戶端)附近的光耦合器，然后再通過光纖接到光網(wǎng)絡單元。至此，數(shù)據(jù)可從光線路終端利用廣播(broadcast)方式傳送給光網(wǎng)絡單元，即下傳；以及從光網(wǎng)絡單元利用時分多路復用(timedivision multiplexing；TDM)方式將數(shù)據(jù)傳送給光線路終端，即上傳，如圖1所示。由于，在數(shù)據(jù)上傳時，上傳帶寬由所有的光網(wǎng)絡單元共享，因此帶寬分配好壞會直接影響上傳數(shù)據(jù)的傳輸延遲、帶寬使用率以及帶寬分配公平性等特性。然而，現(xiàn)有的帶寬分配方法并無法有效提供低傳輸延遲、高帶寬使用率及帶寬分配公平性等需求。
傳統(tǒng)上，將每一光網(wǎng)絡單元分配在整個帶寬的一個相同部份(即一時分多路復用通道中)，并且對這些光網(wǎng)絡單元的傳輸加以同步，以避免可能的碰撞(例如兩個或多個光網(wǎng)絡單元的傳輸發(fā)生部分重迭的情況)。舉例來說，在公知技術中，為N個光網(wǎng)絡單元分別指配一時隙(time slot)，并且在分配的與其適配的時隙中，各個光網(wǎng)絡單元可傳輸任何數(shù)量的數(shù)據(jù)封包，如圖2所示。因此，若某個封包無法在當前時隙內(nèi)完成傳輸，則必須將此封包保留，以在下一時隙中再進行傳輸。雖然此方式并不會發(fā)生碰撞且不會發(fā)生封包分段，但這種固定循環(huán)的時隙分配方式無法處理叢發(fā)網(wǎng)絡流量的情況。
因此，有人進一步提出一種動態(tài)帶寬分配方式，可在無數(shù)據(jù)封包傳送時，降低對應時隙的大小，并且可將剩余的帶寬給其它光網(wǎng)絡單元所利用。然而，在此方式下，光線路終端為了得到精確的時隙分配，因此在指派前，光線路終端需知道每一光網(wǎng)絡單元中共有多少字節(jié)的數(shù)據(jù)封包在等待。為此，每一光網(wǎng)絡單元在傳送數(shù)據(jù)前，將會傳送一特別信息，以通知光線路終端其將傳送多少字節(jié)的數(shù)據(jù)封包，而后，光線路終端即計算并分配帶寬給欲傳送數(shù)據(jù)封包的光網(wǎng)絡單元，并且通知光網(wǎng)絡單元可傳送帶寬以開始傳送數(shù)據(jù)封包。在上傳過程中，光線路終端會監(jiān)控光網(wǎng)絡單元的傳輸，以安排下一光網(wǎng)絡單元的傳輸時間，從而在前一光網(wǎng)絡單元傳輸后接續(xù)接收下一光網(wǎng)絡單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封包。
其中，在動態(tài)帶寬分配架構中，針對動態(tài)帶寬分配已提出了許多算法。舉例來說，在美國公開的第20030048805 A1號中，提出了一種動態(tài)帶寬分配算法，如圖3所示。參照圖3，這種方法先設定每一光網(wǎng)絡單元具有一保障帶寬B_minj，其中，j表示要求帶寬的服務路徑終端的數(shù)量，也即要求帶寬的光網(wǎng)絡單元的數(shù)量；換句話說，若在第n個周期中的可用帶寬為B_ref，則根據(jù)保障帶寬B_minj的比例分配各個光網(wǎng)絡單元(其有要求帶寬)在第n個周期內(nèi)的可用帶寬。隨后，再將分配到的可用帶寬扣除補償值B_addj，n-1，即可得到在第n個周期內(nèi)，要求帶寬的每一光網(wǎng)絡單元可用地理想帶寬B_idealj，n。接著，進行帶寬分配，在這里當光網(wǎng)絡單元的理想帶寬B_idealj，n大于0時，則分配給此光網(wǎng)絡單元可傳送帶寬B_tempj，n即為其所要求的帶寬Qj，n，否則分配的可傳送帶寬B_tempj，n即為0。并且?guī)挿峙渫瓿珊?，重新計算補償值B_addj，n，即可完成光網(wǎng)絡單元的上傳帶寬分配。
其中，補償值為每一光網(wǎng)絡單元在此周期之前所累積的超支帶寬總和，其中，補償值大于0代表在此周期之前有超支帶寬存在；反之，補償值小于0則代表在此周期之前有剩余帶寬存在。
在其架構下，雖然已可達到帶寬分配的公平性，然而仍存在問題，即當光網(wǎng)絡單元長時間使用少量帶寬時，將會累積大量的剩余帶寬，而當此光網(wǎng)絡單元突然有大量帶寬需求時，短時間內(nèi)會用掉大量帶寬，如此一來將導致其它光網(wǎng)絡單元的傳輸延遲變長。相反地，若光網(wǎng)絡單元長時間維持大量帶寬需求時，將使可用的理想帶寬時有時無，而導致傳輸延遲抖動(jitter)的范圍變大。
另外，在相關文獻中也提出了另一種動態(tài)帶寬分配算法(請參照Chadi M.Assi，Yinghua Ye，Sudhir Dixit，and Mohamed A.Ali，″Dynamic BandwidthAllocation for Quality-of-Service Over Ethernet PONs，″IEEE Journal on SelectedAreas in Communications，Vol.21，No.9，November 2003，pp.1467-1477)，主要是先根據(jù)保障帶寬和要求帶寬將此周期的可用帶寬分配給各個光網(wǎng)絡單元(其有要求帶寬)，接著再根據(jù)要求帶寬分配超額帶寬(即剩余的可用帶寬)，如下列公式。
B_minj=(Tcycle-N×Tg)×r8×wj···(2)]]>B_excessj=B_left×RjΣk∈KRk···(3)]]>在這里，公式(1)為主要帶寬分配的基本方法，其中，Rj代表各個光網(wǎng)絡單元所要求的帶寬，B_minj代表各個光網(wǎng)絡單元的保障帶寬，B_excessj代表將剩余帶寬再分配給光網(wǎng)絡單元的超額帶寬，以及B_grantj則是代表光網(wǎng)絡單元實際分配到的帶寬(即可傳送帶寬)。由公式(1)可知，當所要求的帶寬小于或等于保障帶寬時，光網(wǎng)絡單元可分配到其所要求的帶寬；反之，光網(wǎng)絡單元則可分配到保障帶寬外加超額帶寬。在這里，保障帶寬的算法如公式(2)所示，其中，Tcycle代表此周期的時間，N代表光網(wǎng)絡單元的個數(shù)，Tg代表光網(wǎng)絡單元的切換時間，r代表傳輸速率，以及wj代表光網(wǎng)絡單元的保障帶寬權重(其依據(jù)用戶條約而決定)。另外，超額帶寬的算法如公式(3)所示，其中，B_left代表此周期的可用帶寬在分配保障帶寬后所剩的剩余帶寬，而K為大負載(即所要求的帶寬大于保障帶寬)的光網(wǎng)絡單元的集合，即K＝{Rj＞B_minj}。
在此架構下，雖然可實現(xiàn)有效利用剩余帶寬，然而在剩余帶寬的分配上其依據(jù)光網(wǎng)絡單元的要求帶寬所占的比例分配，就這點來說，并不符合公平原則，因此可能導致購買少量帶寬的用戶卻會因為要求較大的帶寬，而可分配到大量的可傳送帶寬。
因此，對此有人更提出了利用流量預測的方式來事先分配多余帶寬，以降低高優(yōu)先權數(shù)據(jù)的等待時間，主要通過下列公式實現(xiàn)。
Rj＝(Hj+E_waitj(n))+Mj+Lj(4)E_waitj(n)＝A_waitj(n-1) (5)
從公式(4)中，可知光網(wǎng)絡單元的要求帶寬由高(Hj)、中(Mj)和低(Lj)三種優(yōu)先權的帶寬需求所組成，其中在高優(yōu)先權的部份加入流量預測值(E_waitj(n))，而n代表周期數(shù)。在公式(5)中，A_waitj(n-1)代表在第n-1個周期的等待期間內(nèi)到達的高優(yōu)先權的實際數(shù)據(jù)量，由此可知流量預測值(E_waitj(n))即為前一周期等待期間所到達的高優(yōu)先權的帶寬需求。
然而，通過這種方式雖然可降低高優(yōu)先權數(shù)據(jù)的平均傳輸延遲，但其會導致其它優(yōu)先權數(shù)據(jù)的平均傳輸延遲增加，并且流量預測誤差會降低帶寬的使用率。
所以，對于如何有效提供低傳輸延遲、高帶寬使用率及帶寬分配公平性，于是成為目前帶寬分配方法極重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
因此為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，其中所述網(wǎng)絡包含一局端和連接至局端的多個終端，所述網(wǎng)絡帶寬分配方法包括下列步驟取得終端的待傳送帶寬和預測帶寬；根據(jù)一權值調(diào)整預測帶寬；以及將待傳送帶寬與調(diào)整后的預測帶寬相加，以得到每一終端的要求帶寬，其中該要求帶寬用作該局端允許該終端經(jīng)由該網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)量的依據(jù)。在此，權值可隨著網(wǎng)絡的負載程度遞增而遞減。
本發(fā)明還公開一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，其中此網(wǎng)絡包含一局端和連接至局端的多個終端，此網(wǎng)絡帶寬分配方法包括下列步驟取得至少一個終端的要求帶寬；根據(jù)每一終端的要求帶寬和保障帶寬分配傳送帶寬；根據(jù)分配的傳送帶寬確認要求帶寬；當存在未滿足的要求帶寬時，根據(jù)此網(wǎng)絡的剩余帶寬再分配至少一超額帶寬給與未滿足的要求帶寬相對應的終端，以此調(diào)整分配的傳送帶寬；及根據(jù)終端最后的傳送帶寬調(diào)整每一終端的帶寬補償值。
其中，再分配超額帶寬的步驟包括下列步驟根據(jù)此網(wǎng)絡在個一傳送周期中的可用帶寬和已分配的傳送帶寬來計算剩余帶寬；根據(jù)剩余帶寬以及每一該終端的最大帶寬和帶寬補償值計算每一終端可分配的額外帶寬；以及根據(jù)終端的未滿足的要求帶寬和額外帶寬再分配超額帶寬，以此調(diào)整終端的傳送帶寬。
此外，為了防止傳輸延遲抖動過大，預先針對每一終端而設置一最大傳送帶寬限制；因此，在執(zhí)行根據(jù)要求帶寬和保障帶寬給相對應的終端分配傳送帶寬的步驟之前或之后，可先根據(jù)每一終端的最大傳送帶寬限制而調(diào)整每一終端的要求帶寬。也就是當要求帶寬大于最大傳送帶寬限制時，以最大傳送帶寬限制取代要求帶寬，以作為進行后續(xù)步驟的要求帶寬；反之，則維持原要求帶寬。其中，最大傳送帶寬限制可設定為介于最大帶寬和最大帶寬的兩倍之間的帶寬。
在這里，通過比較每一終端的要求帶寬和保障帶寬，再根據(jù)比較結(jié)果而給相應的終端分配與要求帶寬或與保障帶寬相符合的傳送帶寬，其中，當要求帶寬小于或等于保障帶寬時，給終端分配與要求帶寬相符合的傳送帶寬；反之，當要求帶寬大于保障帶寬時，則給終端分配與保障帶寬相符合的傳送帶寬。在這里，當要求帶寬大于保障帶寬時，除了給相應的終端分配與保障帶寬相符合的傳送帶寬之外，需再給此終端分配一超額帶寬。
在超額帶寬的分配上，先計算網(wǎng)絡的剩余帶寬，如下式所示B_leftn=B_totaln-Σj=1NB_minj·]]>其中，B_minj為已分配給終端的傳送帶寬(即保障帶寬)、B_tatal為在第n個傳送周期(Cycle)中網(wǎng)絡的可用帶寬(其中n為正整數(shù))，以及B_left為此網(wǎng)絡到至目前為止剩余的可用帶寬(即在此傳送周期中網(wǎng)絡的可用帶寬在帶寬初步分配后所剩的剩余帶寬)；由此公式可知，剩余帶寬即為網(wǎng)絡的可用帶寬扣除已分配給每一終端的傳送帶寬總合。
接著，根據(jù)下列公式計算未滿足的每一終端可分配的額外帶寬B_extrak=B_maxk-B_addkΣ(B_maxk-B_addk)×B_leftn,]]>且k∈K。
其中，B_maxk為終端可傳送的最大帶寬、B_addk為每一終端在此傳送周期之前所累積的超支帶寬總和(即終端的帶寬補償值)、B_extrak為目前可分配給終端的額外帶寬，而K為相應未滿足的要求帶寬(即要求帶寬Rj大于保障帶寬B_minj)的終端的集合，即K＝{Rj＞B_minj}；在這里，先根據(jù)每一終端的最大帶寬B_maxj和帶寬補償值B_addk而得到每一終端可分配剩余帶寬的比例，再根據(jù)得到的比例和剩余帶寬B_leftn計算可分配給終端的額外帶寬B_extrak。其中，K和k均為正整數(shù)。
再根據(jù)終端的未滿足的要求帶寬和額外帶寬再分配超額帶寬，如下式所示
其中，R_leftj為要求帶寬Rj扣除已分配得的傳送帶寬(即保障帶寬B_minj)后所剩下的超額要求帶寬，也就是，R_leftj＝Rj-B_minj；由此公式可知，當超額要求帶寬R_leftj小于或等于額外帶寬B_extraj時，給相應的終端再分配與超額要求帶寬R_leftj相符合的超額帶寬B_excessj；反之，則再分配與額外帶寬B_extraj相符合的超額帶寬B_excessj。在這里，每一終端的最大帶寬B_maxj和保障帶寬B_minj均可根據(jù)用戶條約而決定。
最后，根據(jù)分配完成后的傳送帶寬的帶寬超支情形來更新每一終端的帶寬補償值，也就是，將超額使用的帶寬加入帶寬補償值中，并在下一傳送周期中將應給而未給的帶寬從帶寬補償值中扣除。其中，當傳送帶寬大于其最大帶寬時，將超額使用的部份，即傳送帶寬扣除最大帶寬后的超額使用帶寬，加入帶寬補償值中；反之，即分配的傳送帶寬小于最大帶寬時，則將沒被分配到的部份(即最大帶寬扣除傳送帶寬后的未使用帶寬)，或者將分配完后的超額要求帶寬(即要求帶寬扣除傳送帶寬后的未使用帶寬)，從帶寬補償值中扣除，根據(jù)這種方式更新每一終端的帶寬補償值。
在這里，可反復執(zhí)行超額帶寬的再分配，以滿足大部分的要求帶寬，因此在分配后會再次確認是否有未滿足的要求帶寬，當確認到存在有未滿足的要求帶寬時，則再一次進行超額帶寬的再分配。此外，為了避免重復分配超額帶寬的次數(shù)過多，在每次再分配超額帶寬之后，可累計分配次數(shù)，并且在確認是否有未滿足的要求帶寬存在時，同時確認再分配次數(shù)是否達預定值；其中當確認到有未滿足的要求帶寬存在且再分配次數(shù)未達到預定值時，才再次進行超額帶寬的再分配。
本發(fā)明還公開了一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，其中此網(wǎng)絡包含一局端和連接至局端的多個終端，此網(wǎng)絡帶寬分配方法包括下列步驟從終端發(fā)出的上傳信息中取得所有的要求帶寬；排列發(fā)出上傳信息的終端的上傳順序，以此得到一傳送次序；以及根據(jù)要求帶寬的大小來依序調(diào)整傳送次序中每一終端的上傳順序，以得到調(diào)整后的傳送次序，其中以調(diào)整后的該傳送次序作為該局端依序允許該終端帶寬上傳的依據(jù)。
其中根據(jù)要求帶寬的大小來依序調(diào)整傳送次序中每一終端的上傳順序，以此得到調(diào)整后的傳送次序的步驟，包括下列步驟依序比較上傳順序相鄰的兩個終端的要求帶寬，其中當上傳順序在后面的終端的要求帶寬小于在前面的時，對兩個終端的上傳順序?qū)φ{(diào)，以此得到調(diào)整后的傳送次序。
在這里，可通過反復執(zhí)行根據(jù)要求帶寬的大小來依序調(diào)整傳送次序中每一終端的上傳順序，以此得到調(diào)整后的傳送次序的步驟，以使每一終端的上傳順序可根據(jù)其欲上傳的資料量而排列成較佳的次序。然而，為避免每一終端的上傳順序的調(diào)動距離過大，可事先設定一預定值。并且，在每次得到調(diào)整后的傳送次序之后，確認調(diào)整后的傳送次序與原始的傳送次序是否相同；當不同時，則累計改變次數(shù)，并確認累計后的改變次數(shù)是否達預定值；當累計后的改變次數(shù)未達預定值時，再返回調(diào)整步驟，以再次依據(jù)要求帶寬調(diào)整傳送次序；反之，當累計后的改變次數(shù)達到預定值時，則停止傳送次序的調(diào)整，隨后局端會以最后獲得的調(diào)整后的傳送次序來依序允許各個終端上傳數(shù)據(jù)下面，結(jié)合附圖和本發(fā)明的具體實施方式
對本發(fā)明特征和應用做進一步的詳細說明。


圖1為網(wǎng)絡基本架構的示意圖；圖2為圖1所示的網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)上傳方式的示意圖；圖3為公知的傳送帶寬分配的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖；圖5為說明圖4中權值與網(wǎng)絡負載程度間關系的一個實施例；圖6為說明圖4中權值與網(wǎng)絡負載程度間關系的另一實施例；圖7為說明圖4中權值與網(wǎng)絡負載程度間關系的再一實施例；圖8A為根據(jù)本發(fā)明網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖；圖8B為根據(jù)本發(fā)明網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖；圖9A為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配計算方法實施方式的流程圖；圖9B為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖；圖11為圖10中步驟220的一個實施方式的詳細流程圖；圖12A為圖10中步驟240的一個實施方式的詳細流程圖；圖12B為圖10中步驟240的另一實施方式的詳細流程圖；
圖12C為圖10中步驟240的再一實施方式的詳細流程圖；圖13為圖12A至圖12C中步驟245的一個實施方式的詳細流程圖；圖14為圖10中步驟250的一個實施方式的詳細流程圖；圖15A為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施例的流程圖；圖15B為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施例的流程圖；圖16A為圖15A中步驟260的一個實施方式的詳細流程圖；圖16B為圖15B中步驟260的一個實施方式的詳細流程圖；圖17為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖；圖18A為圖17中步驟330的一個實施方式的詳細流程圖；圖18B為圖17中步驟330的一個實施方式的詳細流程圖；圖18C為圖17中步驟330的一個實施方式的詳細流程圖；以及圖19為根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法的一個實施方式的流程圖。
具體實施例方式
下面詳細說明本發(fā)明的內(nèi)容，并通過附圖作為輔助說明。說明中提及的標號參照附圖中的標號。
在例舉的實施方式中，本發(fā)明可應用于一網(wǎng)絡，并且此被動光網(wǎng)絡包含一局端和連接到此局端的多個終端；而且這些終端和局端終分別分配有在公知技術中已知類型的硬件，以實現(xiàn)此網(wǎng)絡。
舉例來說，所應用的網(wǎng)絡可為一被動光網(wǎng)絡(passive optical network；PON)，因此在局端具有光線路終端(Optical Line Terminal；OLT)；而在每一終端則具有一光網(wǎng)絡單元(Optical Network Unit；ONU)。在光網(wǎng)絡單元和光線路終端中可分別設置一中央處理器(Central Processing Unit；CPU)，以控制一媒體存取控制(Media Access Control；MAC)邏輯電路的工作。其中，每一媒體存取控制邏輯電路可包含在一單一集成電路(Integrated Circuit；IC)中，例如摩托羅拉(Motorola)公司的MPC860TZP50、RS232接口以及10BaseT接口。此外，在光網(wǎng)絡單元和光線路終端中也可包括一網(wǎng)絡處理器芯片，例如英特爾(Intel)公司的IXP1200、Maker通訊公司(科勝訊(Conexant)公司)的MXT-4000系列和MXT-5000系列、Sitera公司的Prism、MMC公司的nP3400，以進行以太網(wǎng)絡封包的處理。在這里，網(wǎng)絡處理器芯片也可具有一媒體存取控制芯片，例如特殊應用IC(Application Specific Integrated Circuit；ASIC)或現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array；FPGA)，以提供此網(wǎng)絡的存取。并且，這些光網(wǎng)絡單元以及此光線路終端還具有內(nèi)存(例如，只讀存儲器(Read-Only Memory；ROM)或隨機存取內(nèi)存(Random-AccessMemory；RAM))以及可利用單一光纖進行雙向使用的一光學收發(fā)器。雖然在這里所提的網(wǎng)絡可使用任何類型的光學收發(fā)器，但實現(xiàn)方法之一可利用在一集成電路中，以波長1.3μm和波長1.55μm分別進行傳送及接收的一收發(fā)器(其應用一平面光波電路(PlanarLightwave Circuit；PLC))，以及利用一向前回授電路(其應用一只讀存儲器)，而與一叢發(fā)的第一位非實時地工作，進而可工作在一1.25Gbps的傳輸速度下。然而，可在一光網(wǎng)絡單元或一光線路終端中所使用的特定硬件并非是本發(fā)明的關鍵特征，也就是說，本發(fā)明可使用公知技術中的任何已知硬件。
以下所述的各種方法通常在上述媒體存取控制芯片中實現(xiàn)，以提供此網(wǎng)絡的存取，此外，其也可在軟件中實現(xiàn)，再通過中央處理器而加載并及執(zhí)行，其中，此中央處理器為分離，但耦接于此網(wǎng)絡的媒體存取控制芯片。
為達到低傳輸延遲、高帶寬使用率以及符合帶寬分配公平性的網(wǎng)絡傳送帶寬分配，因此針對網(wǎng)絡帶寬分配方法提出了三個實施方式，分別為可依據(jù)上傳數(shù)據(jù)量調(diào)整傳送次序、可依據(jù)網(wǎng)絡負載情況調(diào)整預測帶寬分配比例，以及符合帶寬分配公平性的傳送帶寬分配方法。
在一例舉的實施方式中，其根據(jù)預測帶寬的估算來改善網(wǎng)絡傳送帶寬分配；在這里，可根據(jù)下述公式進行預測帶寬的估算。
Rj＝Qj+Ej×W(L) (6)其中，Rj代表估算的終端的要求帶寬、Qj代表終端等待傳送的數(shù)據(jù)量、Ej代表預期在等待時間內(nèi)到達終端的數(shù)據(jù)量(即預測帶寬)、L代表在此傳送周期中的網(wǎng)絡負載程度，以及W(L)則代表根據(jù)網(wǎng)絡負載情況而改變的權值。因此，由公式(6)可知，預測帶寬的分配比例會依據(jù)當時的網(wǎng)絡負載情況而調(diào)整。
其中，j表示要求帶寬的服務路徑終端的數(shù)量，也就是說要求帶寬的終端數(shù)量。因此，在網(wǎng)絡中，局端通過公式(6)而逐一估算終端的要求帶寬，進而可根據(jù)估算的要求帶寬，允許對應的發(fā)出上傳信息的終端可經(jīng)由網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)量(即傳送帶寬)。
換句話說，參照圖4，在一傳送周期中，首先取得終端的待傳送帶寬和預測帶寬(步驟110)，接著根據(jù)一權值調(diào)整預測帶寬(步驟120)，再根據(jù)公式(6)估算終端的要求帶寬，也就是將待傳送帶寬與調(diào)整后的預測帶寬相加，以得到終端的要求帶寬(步驟130)。
在這里，為了減少預測帶寬Ej的預測誤差所造成的帶寬浪費，在網(wǎng)絡負載較輕時，可使用較大的權值W(L)；反之，在網(wǎng)絡負載較重時，則可使用較小的權值W(L)；也就是說，權值W(L)隨著網(wǎng)絡負載程度L的遞增而遞減。其中，權值W(L)與網(wǎng)絡負載程度L之間的關系可如圖5、圖6和圖7所示，在網(wǎng)絡負載較重時，不會發(fā)生帶寬的浪費，而在網(wǎng)絡負載較輕時，又可得到預測帶寬所產(chǎn)生的縮短平均傳輸延遲的優(yōu)點。另外，在這里預測帶寬可以為每一終端在前一傳送周期中的傳送帶寬，即在前一傳送周期中上傳的數(shù)據(jù)量換句話說，在步驟120中的權值，可用于計算網(wǎng)絡的負載程度(步驟140)，再根據(jù)計算出的負載程度獲得權值(步驟150)；其中，此權值可在步驟110之前先行取得，也可在步驟120之前再取得，分別如圖8A和圖8B所示。
在這里，為了方便說明，僅以一次估算進行說明，然而事實上，可根據(jù)此實施方式通過反復執(zhí)行上述步驟，來估算出發(fā)出上傳信息的每一終端的要求帶寬，如圖9A所示；或者也可先獲取發(fā)出上傳信息的每一終端的待傳送帶寬和預測帶寬，再通過反復執(zhí)行步驟120至步驟130，以估算出發(fā)出上傳信息的每一終端的要求帶寬，如圖9B所示。
另外，是根據(jù)傳送帶寬分配來改善網(wǎng)絡傳送帶寬分配，參照圖10，先獲取發(fā)出上傳信息的終端中至少一個終端的要求帶寬(步驟210)，獲取后，根據(jù)所獲取的要求帶寬計算分配給與要求帶寬相對應的終端的傳送帶寬，在這里，傳送帶寬為允許對應的終端經(jīng)由網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)量。在這里，每一終端具有一可用帶寬范圍，此可用帶寬范圍介于一保障帶寬和一最大帶寬之間。
在獲得要求帶寬之后，先進行初步的帶寬分配，即根據(jù)每一終端的要求帶寬和保障帶寬將此周期的可用帶寬分配給各個終端，即逐一分配各個終端的傳送帶寬(步驟220)。在這里，通過比較每一終端的要求帶寬和保障帶寬(步驟221)，再根據(jù)比較結(jié)果給相應的終端分配與要求帶寬或保障帶寬相符合的傳送帶寬，其中，當要求帶寬小于或等于保障帶寬時，分配給此終端的傳送帶寬即為此終端的要求帶寬(步驟223)，反之，當要求帶寬大于保障帶寬時，分配給此終端的傳送帶寬則為此終端的保障帶寬(步驟225)，如圖11所示。并且，可通過反復執(zhí)行上述步驟(即步驟221以及步驟223或步驟225)而實現(xiàn)發(fā)出上傳信息的每一終端的傳送帶寬的初步分配。
在這里，當要求帶寬大于保障帶寬時，除了給相應的終端分配與保障帶寬相符合的傳送帶寬，需要給此終端再分配一超額帶寬；因此，在進行初步的帶寬分配(即步驟220)之后，會逐一確認是否有未滿足的要求帶寬(步驟230)，當確認到存在未滿足的要求帶寬時，則將剩余帶寬再分配給與未滿足的要求帶寬相對應的各個終端，即給與未滿足的要求帶寬相對應的各個終端再分配一超額帶寬，以得到每一終端再分配后的傳送帶寬(步驟240)，如圖10所示。換句話說，在步驟230比較分配的傳送帶寬和要求帶寬，當要求帶寬大于分配之傳送帶寬時，則存在未滿足的要求帶寬。其中，此剩余帶寬為初步的帶寬分配后，此周期的可用帶寬扣除分配的傳送帶寬后所剩余的部分(即剩余的帶寬量)。
也就是說，先依據(jù)保障帶寬和要求帶寬將此周期的可用帶寬分配給各個終端，如下述公式所示。
公式(7)為傳送帶寬分配的基本方法，其中，Rj為要求帶寬，B_minj表示保障帶寬，B_excessj代表將剩余帶寬再分配的超額帶寬，以及B_grantj代表實際分配給到終端的帶寬(即傳送帶寬)。在公式(7)中，當要求帶寬Rj小或等于保障帶寬B_minj時，此終端即可分配到其所要求的帶寬(即要求帶寬Rj)；反之，則可分配到保障帶寬B_minj外加超額帶寬B_excessj。
與公知技術相比，在超額帶寬的計算上，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，為根據(jù)與未滿足的要求帶寬相對應的各個終端的最大帶寬和帶寬補償值而計算。因此，在步驟240中，先根據(jù)在此傳送周期中網(wǎng)絡的可用帶寬和已分配的傳送帶寬來進行剩余帶寬的計算(步驟241)，接著，根據(jù)剩余帶寬以及每一終端(未滿足其要求帶寬的)的最大帶寬和帶寬補償值逐一計算每一終端可分配的額外帶寬(步驟243)，最后逐一根據(jù)每一終端的未滿足的要求帶寬和額外帶寬再分配超額帶寬，以調(diào)整與未滿足的要求帶寬相對應的這些終端的傳送帶寬(步驟245)，如圖12A所示。
在這里，為了方便說明，僅以超額帶寬的一次分配進行說明，然而事實上，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在分配后會再次逐一確認是否有未滿足的要求帶寬(步驟246)，當確認到存在有未滿足的要求帶寬時，可通過執(zhí)行上述步驟(即步驟241、步驟243和步驟245)而再一次分配超額帶寬，如圖12B所示；此外，為了避免重復分配超額帶寬的次數(shù)過多，在每次分配超額帶寬(步驟245)之后，可累計分配次數(shù)(步驟247)，并且在確認是否有未滿足的要求帶寬時，同時確認再分配次數(shù)是否達預定值(步驟249)，當確認到存在有未滿足的要求帶寬且再分配次數(shù)未達到預定值時，再重復進行步驟241、步驟243和步驟245，以再次進行超額帶寬的分配，如圖12C所示。
簡單來說，這里的超額帶寬的分配方法如下列公式所示。
B_leftn=B_totaln-Σj=1NB_minj···(8)]]>B_extrak=B_maxk-B_addkΣ(B_maxk-B_addk)×B_leftn,]]>且k∈K (9) 在這里，公式(8)為計算剩余帶寬的方法，其中，B_minj為已分配給終端的傳送帶寬(即保障帶寬)、B_tatal為在第n個傳送周期(Cycle)中網(wǎng)絡的可用帶寬(其中n為正整數(shù))，以及B_left為此網(wǎng)絡至目前為止剩余之可用帶寬(即在此傳送周期中網(wǎng)絡的可用帶寬在帶寬初步分配后所剩下的剩余帶寬)；由公式(8)可知，剩余帶寬即為網(wǎng)絡的可用帶寬扣除已分配給每一終端的傳送帶寬總合。
公式(9)為計算額外帶寬的方法，其中，B_maxk為終端可傳送的最大帶寬、B_addk為每一終端在此傳送周期之前所累積的超支帶寬總和(即終端的帶寬補償值)、B_extrak為目前可分配給終端的額外帶寬，而K為與未滿足的要求帶寬(即要求帶寬Rj大于保障帶寬B_minj)相對應的終端的集合，即K＝{Rj＞B_minj}；在公式(9)中，先根據(jù)每一終端的最大帶寬B_maxj和帶寬補償值B_addk而得到每一終端可分配剩余帶寬的比例，再根據(jù)得到的比例和剩余帶寬B_leftn計算可分配給終端的額外帶寬B_extrak。這里的剩余帶寬即通過公式(8)得到。其中K和k均為正整數(shù)。
公式(10)為分配超額帶寬的方法，其中，R_leftj為要求帶寬Rj扣除已分配的傳送帶寬(即保障帶寬B_minj)后所剩下的超額要求帶寬，也就是，R_leftj＝Rj-B_minj；由公式(10)可知，當超額要求帶寬R_leftj小于或等于通過公式(9)得到的額外帶寬B_extraj時，給相應的終端再分配與超額要求帶寬R_leftj相符和的超額帶寬B_excessj；反之，則再分配與額外帶寬B_extraj相符和的超額帶寬B_excessj。在這里，每一終端的最大帶寬B_maxj和保障帶寬B_minj均可根據(jù)用戶合約而決定。
換句話說，在步驟245中，先根據(jù)要求帶寬和已分配的傳送帶寬計算超額要求帶寬(步驟2451)，接著比較超額要求帶寬和額外帶寬(步驟2453)，其中當超額要求帶寬小于或等于額外帶寬時，給此終端再分配與超額要求帶寬相符和的超額帶寬(步驟2455)；反之，則給此終端再分配與額外帶寬相符和的超額帶寬(步驟2457)，如圖13所示。并且，可通過反復執(zhí)行上述步驟(即步驟2451、步驟2453以及步驟2455或步驟2457)而逐一給所有相應的未滿足的終端再分配超額帶寬。
在調(diào)整與未滿足的要求帶寬相對應的終端的傳送帶寬之后，再根據(jù)傳送帶寬和最大帶寬調(diào)整每一終端的帶寬補償值(步驟250)，如圖10所示。
在步驟250中主要根據(jù)分配完成后傳送帶寬的帶寬超支情況而更新帶寬補償值，也就是，將超額使用的帶寬加入帶寬補償值中，并在下一傳送周期將應給而未給的帶寬從帶寬補償值中扣除。參照圖14，在步驟250，可通過比較每一終端最后的傳送帶寬和最大帶寬(步驟251)，并當此傳送帶寬大于其最大帶寬時，將超額使用的部份，即傳送帶寬扣除最大帶寬后的超額使用帶寬，加入帶寬補償值(步驟253)，以此更新帶寬補償值(步驟257)；反之，即要求帶寬小于最大帶寬(也可以是分配的傳送帶寬小于最大帶寬)時，則將沒被分配到的部份(即最大帶寬扣除傳送帶寬后的未使用帶寬)，或者將分配完后的超額要求帶寬(即要求帶寬扣除傳送帶寬后的未使用帶寬)，從帶寬補償值中扣除(步驟255)，以此更新帶寬補償值(步驟257)。同樣地，可通過反復執(zhí)行上述步驟(即步驟251、步驟253/步驟255以及步驟257)而逐一更新每一終端的帶寬補償值。
此外，為了防止傳輸延遲抖動過大，預先針對每一終端設置一最大傳送帶寬限制，即每一終端在一個傳送周期中具有一最大傳送帶寬限制；因此，在進行初步的帶寬分配(即步驟220)之前或之后，可先根據(jù)每一終端的最大傳送帶寬限制調(diào)整每一終端的要求帶寬(步驟260)，如圖15A、圖15B所示。
參照圖16A、圖16B，這里(即步驟260)的調(diào)整方式為逐一比較每一終端的最大傳送帶寬限制和要求帶寬(步驟261)，并且在要求帶寬大于最大傳送帶寬限制時，以最大傳送帶寬限制取代要求帶寬，作為進行后續(xù)步驟的要求帶寬(步驟263)；反之，則維持原要求帶寬(即不以最大傳送帶寬限制取代要求帶寬)(步驟265)，如下列公式所示。
在公式(11)中，R′j為調(diào)整后的要求帶寬、Rj為原要求帶寬，以及B_boundj為終端的最大傳送帶寬限制。在這里，最大傳送帶寬限制可設定為介于最大帶寬和最大帶寬的兩倍之間的帶寬。
由上述可知，根據(jù)本發(fā)明的傳送帶寬分配方法，當終端所要求的帶寬(即上述要求帶寬)小于或等于保障帶寬時，直接配給其要求帶寬，反之如果所要求帶寬大于保障帶寬，則等所有終端分配完保障帶寬(或要求帶寬)后，計算網(wǎng)絡的剩余帶寬，并將此剩余帶寬根據(jù)由所有未完成分配的終端的最大帶寬扣除歷來超支帶寬(即帶寬補償值)后的值所占的比重來分配。也就是，終端最大帶寬愈大，可分配到的帶寬愈多，并且終端超支情形愈嚴重可分配到的帶寬愈少，由于最大帶寬大多根據(jù)用戶合約而設定，因此此分配方式可實現(xiàn)根據(jù)用戶重要性及帶寬超額使用情況來決定剩余帶寬的分配，以使網(wǎng)絡的可用帶寬可較公平地分配到各個終端。其中，通過最大傳送帶寬限制的設定，可使超支帶寬(即帶寬補償值)被限制在最大帶寬以內(nèi)，因此當最大帶寬扣除歷來超支帶寬(即帶寬補償值)后為零時，此終端無法參與剩余帶寬的分配，如此一來即可有效限制用戶可用的傳送帶寬，進而符合帶寬分配的公平性。
另外，是針對上傳次序來改善網(wǎng)絡傳送帶寬分配，主要依據(jù)終端的上傳數(shù)據(jù)量調(diào)整傳送次序，而此傳送次序為局端以此允許發(fā)出上傳信息的終端上傳數(shù)據(jù)的順序。在這里，每一終端在經(jīng)由網(wǎng)絡上傳數(shù)據(jù)到局端之前，會先發(fā)出一上傳信息來通知局端，其中此上傳信息具有一要求帶寬，以告知局端其欲上傳的數(shù)據(jù)量。而后，參照圖17，局端會先從上傳信息中獲取所有發(fā)出上傳信息的終端的要求帶寬(步驟310)，接著，排列發(fā)出上傳信息的終端的上傳順序，由此得到一傳送次序(步驟320)，然后根據(jù)要求帶寬的大小來依序調(diào)整傳送次序中每一終端的上傳順序，由此得到調(diào)整后的傳送次序(步驟330)，因此局端即可根據(jù)調(diào)整后的傳送次序依序允許各個終端上傳數(shù)據(jù)。
步驟330中的調(diào)整方式，為比較上傳順序相鄰的兩個終端的要求帶寬(步驟331)，并且當上傳順序靠后的終端的要求帶寬小于上傳順序靠前的終端的要求帶寬時，將兩終端的上傳順序?qū)φ{(diào)(步驟333)，反之，則維持原上傳順序(步驟335)，以此得到調(diào)整后的傳送次序，如圖18A所示。其中，可通過反復執(zhí)行上述步驟，而依序調(diào)整每一終端的上傳順序，直至完成所有終端的上傳順序的調(diào)整。
舉例來說，在一個實施方式中，參照圖18B，假設共有j個終端發(fā)出上傳信息(即最終的上傳順序為j)，并且當步驟331執(zhí)行第N-2上傳順序與第N-1上傳順序的終端的要求帶寬的相比較(步驟431)(其中，N≤j)時，若第N-1上傳順序的終端的要求帶寬小于第N-2上傳順序的終端的要求帶寬，那么兩終端的上傳順序?qū)φ{(diào)(步驟333)，也就是原第N-2上傳順序的終端的上傳順序會改變成第N-1上傳順序，而原第N-1上傳順序的終端的上傳順序會改變成第N-2上傳順序；反之，若第N-1上傳順序的終端的要求帶寬不小于第N-2上傳順序的終端的要求帶寬，那么兩終端的上傳順序則不會對調(diào)(步驟335)。接著，在執(zhí)行對調(diào)時，確認第N+1上傳順序是否為最終的上傳順序(即確認N+1是否等于j)(步驟437)，若不是最終的上傳順序(即N+1≠j)時，則接續(xù)比較第N上傳順序和第N+1上傳順序的終端的要求帶寬；反之(即N+1＝j)(步驟441)，則不繼續(xù)比較。此外，當無執(zhí)行對調(diào)時，則確認第N上傳順序是否為最終的上傳順序(即確認N是否等于j)(步驟439)，若不是最終的上傳順序(即N≠j)時，則接續(xù)比較第N-1上傳順序和第N上傳順序的終端的要求帶寬(步驟443)；反之(即N＝j)，則不繼續(xù)比較。
此外，也可在步驟333或步驟335之后，均進行第N+1上傳順序是否為最終上傳順序的確認(即確認N+1是否等于j)(步驟437)，若不是最終上傳順序(即N+1≠j)時，則接續(xù)比較第N上傳順序和第N+1上傳順序的終端的要求帶寬(步驟439)；反之(即N+1＝j)，則不接續(xù)比較，如圖18C所示。
在這里，為了方便說明，僅以傳送次序的一次調(diào)整進行說明，然而事實上，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可反復執(zhí)行步驟330，以使每一終端的上傳順序可依據(jù)其欲上傳的數(shù)據(jù)量而排列成較佳的次序。然而為了避免每一終端的上傳順序的調(diào)動距離過大，可事先設定一預定值。并且，在得到調(diào)整后的傳送次序之后(即步驟330)，確認調(diào)整后的傳送次序與原始的傳送次序是否相同(步驟350)；當不同時，累計改變次數(shù)(步驟360)，并確認累計后的改變次數(shù)是否達到預定值(步驟370)；當累計后的改變次數(shù)未達到預定值時，再返回執(zhí)行步驟330，以再次依據(jù)要求帶寬調(diào)整傳送次序；反之，當累計后的改變次數(shù)達到預定值時，則停止傳送次序的調(diào)整，隨后局端會以最后得到的調(diào)整后的傳送次序來依序允許各個終端上傳數(shù)據(jù)，如圖19所示。
綜合上述，與公知的相關方法相比，本發(fā)明提出了一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，可依據(jù)終端的上傳數(shù)據(jù)量調(diào)整傳送次序。此外，本發(fā)明還提出一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，可依據(jù)網(wǎng)絡負載情形調(diào)整預測帶寬分配比例，進而有效地降低平均傳輸延遲。另外，根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡帶寬分配方法，還可提高帶寬的使用率。此外，本發(fā)明更提出一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，可提高帶寬分配公平性及降低的傳輸延遲抖動情形。
此外，根據(jù)本發(fā)明所提出的多個實施方式，可在網(wǎng)絡中任意搭配使用，也可在網(wǎng)絡中單獨使用，以提升數(shù)據(jù)上傳的效率。
雖然如上所述公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，然而其并非用于限定本發(fā)明，對于本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對于本發(fā)明做出各種變形和改進，因此本發(fā)明的保護范圍必須通過本發(fā)明所附的權利要求及其等同物所限定。
權利要求
1.一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，所述網(wǎng)絡包含一局端和連接至所述局端的多個終端，其特征在于，所述方法包括下列步驟取得至少一所述終端的一待傳送帶寬和一預測帶寬；根據(jù)一權值調(diào)整所述預測帶寬；以及將所述待傳送帶寬與調(diào)整后的所述預測帶寬相加，以得到所述終端的一要求帶寬，其中所述要求帶寬用作所述局端允許所述終端經(jīng)由所述網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)量的依據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，在取得至少一所述終端的一待傳送帶寬和一預測帶寬的所述步驟之前和之后中之一，還包括下列步驟計算在所述傳送周期中所述網(wǎng)絡的一負載程度；以及根據(jù)所述負載程度取得一權值。
3.根據(jù)權利要求2所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述權值隨著所述負載程度遞增而遞減。
4.根據(jù)權利要求1所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，每一所述終端的所述預測帶寬為所述終端在前一所述傳送周期中上傳的所述數(shù)據(jù)的量。
5.一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡包含有一局端和連接到所述局端的多個終端，所述網(wǎng)絡帶寬分配方法包括下列步驟取得至少一個所述終端的至少一個要求帶寬；根據(jù)每一所述終端的所述要求帶寬和一保障帶寬分配一傳送帶寬；根據(jù)分配的所述傳送帶寬確認所述要求帶寬；當存在未滿足的所述要求帶寬時，根據(jù)所述網(wǎng)絡的一剩余帶寬再分配至少一超額帶寬給與未滿足的所述要求帶寬相對應的所述終端，以此調(diào)整分配的所述傳送帶寬，包括下列步驟根據(jù)所述網(wǎng)絡在一傳送周期中的一可用帶寬以及已分配的所述傳送帶寬來計算所述剩余帶寬；根據(jù)所述剩余帶寬以及每一所述終端的一最大帶寬和一帶寬補償值計算每一所述終端可分配的一額外帶寬；以及整所述終端的所述傳送帶寬；以及根據(jù)所述終端最后的所述傳送帶寬調(diào)整每一所述終端的所述帶寬補償值。
6.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，在所述根據(jù)每一所述終端的所述要求帶寬和一保障帶寬分配一傳送帶寬的步驟之前和之后中之一，還包括下列步驟根據(jù)在所述傳送周期中每一所述終端的一最大傳送帶寬限制調(diào)整所述終端的所述要求帶寬。
7.根據(jù)權利要求6所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)在所述傳送周期中每一所述終端的一最大傳送帶寬限制調(diào)整所述終端的所述要求帶寬的步驟包括下列步驟比較每一所述終端的所述最大傳送帶寬限制和所述要求帶寬，其中當所述要求帶寬大于所述最大傳送帶寬限制時，利用所述最大傳送帶寬限制取代所述要求帶寬作為所述終端的所述要求帶寬。
8.根據(jù)權利要求6所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述最大傳送帶寬限制的范圍介于所述最大帶寬和所述最大帶寬的兩倍之間。
9.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)每一所述終端的所述要求帶寬和一保障帶寬分配一傳送帶寬的步驟包括下列步驟比較所述終端的所述要求帶寬和所述保障帶寬；當所述要求帶寬大于所述保障帶寬時，分配與所述保障帶寬相符合的所述傳送帶寬；以及當所述要求帶寬不大于所述保障帶寬時，分配與所述要求帶寬相符合的所述傳送帶寬。
10.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)分配的所述傳送帶寬確認所述要求帶寬的步驟系包括下列步驟比較所述終端的所述要求帶寬和分配的所述傳送帶寬，其中當所述要求帶寬大于分配的所述傳送帶寬時，所述要求帶寬為未滿足。
11.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述剩余帶寬的計算為從所述可用帶寬中扣除已分配的所述傳送帶寬。
12.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述剩余帶寬以及每一所述終端的一最大帶寬和一帶寬補償值計算每一所述終端可分配的一額外帶寬的步驟包括下列步驟根據(jù)下述公式計算與未滿足的所述要求帶寬相對應的每一所述終端的所述額外帶寬B_extrak=B_maxk-B_addkΣ(B_maxk-B_addk)×B_leftn,]]>且k∈K；其中，B_extrak代表所述額外帶寬；B_maxk代表所述最大帶寬；B_addk代表所述帶寬補償值；B_leftn代表所述剩余帶寬；K為與未滿足的所述要求帶寬相對應的所述終端的集合；k代表K中的所述終端；以及n代表第n個傳送周期，其中K、k和n分別為一正整數(shù)。
13.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)未滿足的所述要求帶寬和所述額外帶寬再分配所述超額帶寬，據(jù)以調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬的步驟包括下列步驟根據(jù)所述要求帶寬和分配的所述傳送帶寬計算所述終端的一超額要求帶寬；比較所述終端的所述超額要求帶寬和所述額外帶寬；當所述超額要求帶寬大于所述額外帶寬時，再給所述終端分配與所述額外帶寬相符合的所述超額帶寬，由此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬；以及當所述超額要求帶寬不大于所述額外帶寬時，給所述終端分配與所述超額要求帶寬相符合的所述超額帶寬，由此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬。
14.根據(jù)權利要求13所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述超額要求帶寬為所述要求帶寬扣除分配的所述傳送帶寬。
15.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述終端最后的所述傳送帶寬調(diào)整每一所述終端的所述帶寬補償值的步驟包括下列步驟比較所述終端最后的所述傳送帶寬和所述最大帶寬；當最后的所述傳送帶寬大于所述最大帶寬時，將分配的所述傳送帶寬減去所述最大帶寬，以得到一超額使用的部份；當所述傳送帶寬小于所述最大帶寬時，將所述傳送帶寬減去所述最大帶寬，以得到一未使用帶寬；以及根據(jù)所述超額使用的部份和所述未使用帶寬中之一更新所述帶寬補償值。
16.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述終端最后的所述傳送帶寬調(diào)整每一所述終端的所述帶寬補償值的步驟包括下列步驟比較所述終端最后的所述傳送帶寬、所述最大帶寬和所述要求帶寬；當最后的所述傳送帶寬大于所述最大帶寬時，將分配的所述傳送帶寬減去所述最大帶寬，以得到一超額使用的部份；當所述傳送帶寬小于所述最大帶寬且大于所述要求帶寬時，將所述傳送帶寬減去所述最大帶寬，以得到一未使用帶寬；當所述傳送帶寬小于所述最大帶寬且小于所述要求帶寬時，將所述要求帶寬減去所述傳送帶寬，以得到一超額要求帶寬；以及根據(jù)所述超額使用的部份、所述未使用帶寬和所述超額要求帶寬中之一更新所述帶寬補償值。
17.一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡包含一局端和連接到所述局端的多個終端，所述網(wǎng)絡帶寬分配方法用于在根據(jù)所述終端的多個要求帶寬分配一傳送帶寬后，再分配所述被動光網(wǎng)絡的一剩余帶寬給與一超額要求帶寬相對應的所述終端，其中所述超額要求帶寬為所述傳送帶寬未滿足所述要求帶寬的部分，所述方法包括下列步驟分配至少一個傳送帶寬；根據(jù)所述網(wǎng)絡在一個傳送周期中的一可用帶寬和已分配的所述傳送帶寬計算所述網(wǎng)絡的一剩余帶寬；根據(jù)所述剩余帶寬以及每一所述終端的一最大帶寬和一帶寬補償值計算與所述超額要求帶寬相對應的所述終端可分配的至少一個額外帶寬；以及根據(jù)所述超額要求帶寬和所述額外帶寬再分配所述超額帶寬，以此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬。
18.根據(jù)權利要求17所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述剩余帶寬的計算為將所述可用帶寬減去已分配的所述傳送帶寬。
19.根據(jù)權利要求17所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述剩余帶寬以及每一所述終端的一最大帶寬和一帶寬補償值計算與所述超額要求帶寬相對應的所述終端可分配的至少一額外帶寬的步驟包括下列步驟根據(jù)下列公式計算相應所述超額要求帶寬的所述終端可分配的所述額外帶寬B_extrak=B_maxk-B_addkΣ(B_maxk-B_addk)×B_leftn,]]>且k∈K；其中，B_extrak代表所述額外帶寬；B_maxk代表所述最大帶寬；B_addk代表所述帶寬補償值；B_leftn代表所述剩余帶寬；K為與未滿足的所述要求帶寬相對應的所述終端的集合；k代表在K中的所述終端；以及n代表第n個傳送周期，并且K、k和n分別為一正整數(shù)。
20.根據(jù)權利要求17所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述超額要求帶寬和所述額外帶寬再分配所述超額帶寬，以此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬的步驟，包括有下列步驟比較所述終端的所述超額要求帶寬和所述額外帶寬；當所述超額要求帶寬大于所述額外帶寬時，給所述終端再分配與所述額外帶寬相符合的所述超額帶寬，以此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬；以及當所述超額要求帶寬不大于所述額外帶寬時，給所述終端分配與所述超額要求帶寬相符合的所述超額帶寬，以此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬。
21.根據(jù)權利要求17所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述超額要求帶寬和所述額外帶寬再分配所述超額帶寬，以此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬的步驟之后，還包括下列步驟根據(jù)分配的所述傳送帶寬和所述要求帶寬確認所述超額要求帶寬；以及當有所述超額要求帶寬存在時，返回并接續(xù)執(zhí)行根據(jù)所述可用帶寬和已分配的所述傳送帶寬計算所述剩余帶寬的步驟。
22.根據(jù)權利要求21所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述超額要求帶寬和所述額外帶寬再分配所述超額帶寬，以此調(diào)整所述終端的所述傳送帶寬的步驟之后，還包括有下列步驟累計一分配次數(shù)；根據(jù)分配的所述傳送帶寬和所述要求帶寬確認所述超額要求帶寬，并根據(jù)一預定值確認一所述累計分配次數(shù)；及當所述超額要求帶寬存在且所述分配次數(shù)未達所述預定值時，返回并連續(xù)執(zhí)行根據(jù)所述可用帶寬和已分配的所述傳送帶寬計算所述剩余帶寬的步驟。
23.一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡包含一局端和連接至所述局端的多個終端，所述方法包括下列步驟從所述終端發(fā)出的多個上傳信息中取得多個要求帶寬；排列發(fā)出所述上傳信息的所述終端的上傳順序，以此得到一傳送次序；以及根據(jù)所述要求帶寬的大小來依序調(diào)整所述傳送次序中每一個所述終端的所述上傳順序，以得到調(diào)整后的所述傳送次序，其中以調(diào)整后的所述傳送次序作為所述局端依序允許所述終端帶寬上傳的依據(jù)。
24.根據(jù)權利要求23所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，根據(jù)所述要求帶寬的大小來依序調(diào)整所述傳送次序中每一所述終端的所述上傳順序，以此得到調(diào)整后的所述傳送次序的步驟，包括下列步驟依序比較所述上傳順序相鄰的兩個所述終端的所述要求帶寬，其中當所述上傳順序在后面的所述終端的所述要求帶寬小于所述上傳順序在前面的所述終端的所述要求帶寬時，將相比較的所述終端的所述上傳順序?qū)φ{(diào)，以此得到調(diào)整后的所述傳送次序。
25.根據(jù)權利要求23所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，在根據(jù)所述要求帶寬的大小來依序調(diào)整所述傳送次序中每一個所述終端的所述上傳順序，以此得到調(diào)整后的所述傳送次序的步驟之后，還包括下列步驟確認調(diào)整后的所述傳送次序；當調(diào)整后的所述傳送次序改變時，累計一改變次數(shù)，并根據(jù)一預定值確認所述改變次數(shù)；以及當所述改變次數(shù)未達到所述預定值時，返回并接續(xù)執(zhí)行根據(jù)所述要求帶寬的大小來依序調(diào)整所述傳送次序中每一個所述終端的所述上傳順序，以此得到調(diào)整后的所述傳送次序的步驟。
26.根據(jù)權利要求25所述的網(wǎng)絡帶寬分配方法，其特征在于，確認調(diào)整后的所述傳送次序的步驟為比較調(diào)整后的所述傳送次序與調(diào)整前的所述傳送次序，其中當調(diào)整后的所述傳送次序與調(diào)整前的所述傳送次序不相符時，即表示調(diào)整后的所述傳送次序發(fā)生了改變。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡帶寬分配方法，根據(jù)網(wǎng)絡的負載程度而調(diào)整預測帶寬的分配比例，并由此估算要求帶寬，進而有效地降低平均傳輸延遲，并避免帶寬浪費的發(fā)生；另外，根據(jù)終端的最大帶寬和帶寬補償值來獲取可分配的網(wǎng)絡的剩余帶寬量，由此分配超額帶寬，以提高帶寬分配公平性，并減少傳輸延遲抖動的發(fā)生；以及根據(jù)終端的要求帶寬來調(diào)整其上傳順序，以有效地降低平均傳輸延遲。
文檔編號H04Q11/04GK1941681SQ20051010792
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2005年9月30日
發(fā)明者廖怡欽, 周云龍, 賴榮滄, 馬永昌, 端木家杰, 張巨勲 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院