專利名稱：一種基于異構(gòu)業(yè)務(wù)的無線mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域和網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域，特別是涉及無線mesh網(wǎng)絡(luò)和模糊控 制理論。
背景技術(shù)：
在無線通信領(lǐng)域，無線mesh網(wǎng)絡(luò)(WMN)已經(jīng)被設(shè)想為構(gòu)建寬帶大范圍無線通用網(wǎng) 絡(luò)較為經(jīng)濟的可選方案。對于工業(yè)界而言，無線mesh網(wǎng)絡(luò)具備諸多的特征。無線mesh網(wǎng) 絡(luò)是一種多層次的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要由無線路由節(jié)點(WirelessRouter，WR)，接入點(Access Point，AP)、和用戶節(jié)點(Client)組成。其中，AP也稱無線接入點或網(wǎng)絡(luò)橋接器，AP的主要 作用是將無線網(wǎng)絡(luò)接入核心網(wǎng)，其次將各個與無線路由器相連的無線客戶端連接到一起， 使裝有無線網(wǎng)卡的終端設(shè)備可以通過AP共享核心網(wǎng)的資源。除此之外，AP還具有網(wǎng)管的功 能，實現(xiàn)對無線接入網(wǎng)絡(luò)的控制和管理，把傳統(tǒng)交換機的智能性分散到接入點中，大大節(jié)省 骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，提高網(wǎng)絡(luò)的可延展性。在無線mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，通過使用無線路由 器(WR)可以實現(xiàn)移動終端設(shè)備與接入點間通信范圍的彈性延展。終端用戶/設(shè)備(Client) 兼?zhèn)渲鳈C和路由器兩種角色。一方面，節(jié)點作為主機運行相關(guān)的應用程序；另一方面，節(jié)點 作為路由器需要運行相關(guān)的路由協(xié)議，參與路由發(fā)現(xiàn)、路由維護等常見的路由操作。所有的 WR節(jié)點構(gòu)成了無線主干(BaclAone)網(wǎng)絡(luò)，它負責在無線用戶和有線網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間建立多 跳。其主要具有以下優(yōu)點(a)通過無線mesh網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建主干無線網(wǎng)絡(luò)的方法則可大大減少有線接入點的數(shù) 量，從而降低網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的費用；(b)適合大范圍布網(wǎng)，可以實現(xiàn)無線鏈路的較大程度的復用，可以更快的速率支持 更遠距離傳輸；(c)無線mesh網(wǎng)絡(luò)為兩終端節(jié)點間提供了多徑鏈路，這大大提高了通信的可靠 性，網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計和對潛在問題(節(jié)點錯誤、路徑阻塞、外部干擾等)的自適應能力，也可 為有線網(wǎng)絡(luò)的接入提供多個接入口和到目的節(jié)點的可選路由；(d)采用對等網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建無線傳輸系統(tǒng)并具備了自組織、自治愈等優(yōu)點，因而網(wǎng)絡(luò) 的建立相對于用戶透明，因此，網(wǎng)絡(luò)的擴容也相對簡單。另一方面當無線mesh網(wǎng)絡(luò)在傳輸異構(gòu)業(yè)務(wù)時，由于異構(gòu)業(yè)務(wù)之間流量特性和業(yè) 務(wù)模型互不相同，難以綜合保證業(yè)務(wù)在傳輸過程中的QoS。因此，可采用Diffserv模型， 其可對網(wǎng)絡(luò)中同一級別的不同異構(gòu)業(yè)務(wù)進行聚合，并統(tǒng)一發(fā)送.保證相同的保證相同的延 遲、傳輸速率、抖動等服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。在Diffserv模型中，異構(gòu)業(yè)務(wù)分類和匯聚工作在網(wǎng)絡(luò) 邊緣由邊緣路由器完成，邊界節(jié)點根據(jù)用戶的流規(guī)定和資源預留信息將進入網(wǎng)絡(luò)的單流分 類，整形，聚合為不同的流聚集，然后核心路由器根據(jù)業(yè)務(wù)流的標記將它們發(fā)送到目的端。為保證采用Diffserv模型的異構(gòu)業(yè)務(wù)在傳輸過程中，無線mesh網(wǎng)絡(luò)具有較好的 擁塞避免或快速解除機制，并保證對用戶的服務(wù)質(zhì)量和公平性，需建立高效的擁塞控制機 制，而現(xiàn)有的擁塞控制機制對改善網(wǎng)絡(luò)的魯棒性效果較小，因此需建立針對基于Diffserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制機制。由于網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機制是一個比較 復雜的控制系統(tǒng)，擁塞控制算法的分布性、復雜性也使得算法在設(shè)計上具有較高的難度。因 此，網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機制的研究雖然已有很多年的歷史，但是迄今為止，網(wǎng)絡(luò)擁塞問題仍然沒 有一個很好的解決方案，依舊是目前國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的一個熱點課題。
綜上所述有必要對異構(gòu)業(yè)務(wù)的傳輸采用Diffserv模型，如

圖1所示，其中ER為 邊界節(jié)點，IR為內(nèi)部節(jié)點；另一方面建立針對基于Diffserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線mesh 網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制機制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是建立針對基于Diffserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o 線mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制機制。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為通過在擁塞避免窗口上升和下 降階段，根據(jù)無線mesh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)調(diào)整擁塞避免窗口大小來實現(xiàn)；其特征在于 在滿足基于Diffserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸和對用戶的服務(wù)質(zhì)量要求和公平性條件下，通過 發(fā)明一種能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負載情況，動態(tài)調(diào)整擁塞避免窗口的方法，實現(xiàn)對基于Diffserv模型 異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線mesh網(wǎng)絡(luò)的高效合理利用，包括以下步驟A、在擁塞窗口 E上升階段，設(shè)置從慢啟動狀態(tài)進入擁塞避免狀態(tài)的最優(yōu)慢啟動門 限值和最優(yōu)的擁塞控制窗口；B、基于A步驟，在發(fā)送端接收ACK信息時設(shè)計合適的擁塞控制窗口 ；C、在擁塞窗口 E下降階段，設(shè)置最優(yōu)的擁塞控制窗口。
Δ .,所述步驟A中，慢啟動門限的理想值為
權(quán)利要求
1.一種基于異構(gòu)業(yè)務(wù)的無線mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法，采用一種能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負載情 況，動態(tài)調(diào)整擁塞避免窗口的方法，實現(xiàn)對基于DifTserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線mesh網(wǎng) 絡(luò)的高效合理利用。包括如下步驟A、在擁塞窗口E上升階段，設(shè)置從慢啟動狀態(tài)進入擁塞避免狀態(tài)的最優(yōu)慢啟動門限值 和最優(yōu)的擁塞控制窗口；B、基于A步驟，在發(fā)送端接收ACK信息時設(shè)計合適的擁塞控制窗口；C、在擁塞窗口E下降階段，設(shè)置最優(yōu)的擁塞控制窗口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對于所述步驟A其特征在于慢啟動門限的理想值為
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對于所述步驟B其特征在于發(fā)送端首先接收ACK信息，然后判斷;< 成立與否，若條件不成立，則停止接受接收ACK信息，若條件成立，則
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對于所述步驟B其特征在于疋—與ωη以及Coi之間的#胃。ψ纟:1· Ecurrent < ωη Ecurrent < Oi^-Ecurrent < ωη Ecurrent ^ ω 7 3· Ecurrent ^ ωn ^ Ecurrent < ω j, 4. Ecurrent ^ ωη ^ Ecurrent ^ ω Ecurrent ^Π ^lif 值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對于所述步驟B其特征在于當?shù)谝环N情況出現(xiàn)時，
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對于所述步驟B其特征在于使用觀測器獲取當前 網(wǎng)絡(luò)適應性可用帶寬值，并使用模糊控制方法對適應性可用帶寬W進行預測，模糊控 制器由模糊化，判斷修正因子、模糊控制器、清晰化、知識庫和經(jīng)驗庫以及被控對象 適應性可用帶寬W等模塊組成，其中模糊控制器結(jié)構(gòu)里的PLii控制器的迭代方程為
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對于所述步驟C其特征在于在擁塞窗口 E下降階段，當無 線mesh網(wǎng)絡(luò)處于飽和狀態(tài)和非飽和狀態(tài)之間時，設(shè)置最優(yōu)的擁塞避免窗口門限值為
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過在擁塞避免窗口上升和下降階段，根據(jù)無線mesh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)調(diào)整擁塞避免窗口大小來實現(xiàn)針對基于Diffserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法。本發(fā)明的顯著效果是提出了一種針對基于Diffserv模型異構(gòu)業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制機制，通過觀測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，動態(tài)調(diào)節(jié)在上升和下降階段的擁塞窗口大小，實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制優(yōu)化和基于異構(gòu)業(yè)務(wù)的無線mesh網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸。
文檔編號H04W28/08GK102104912SQ20111007167
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者黃東 申請人:黃東