一種基於異構業務的無線mesh網絡的擁塞控制方法
2023-09-22 00:57:40 2
專利名稱：一種基於異構業務的無線mesh網絡的擁塞控制方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域和網絡控制領域，特別是涉及無線mesh網絡和模糊控 制理論。
背景技術：
在無線通信領域，無線mesh網絡(WMN)已經被設想為構建寬帶大範圍無線通用網 絡較為經濟的可選方案。對於工業界而言，無線mesh網絡具備諸多的特徵。無線mesh網 絡是一種多層次的網絡架構，主要由無線路由節點(WirelessRouter，WR)，接入點(Access Point，AP)、和用戶節點(Client)組成。其中，AP也稱無線接入點或網絡橋接器，AP的主要 作用是將無線網絡接入核心網，其次將各個與無線路由器相連的無線客戶端連接到一起， 使裝有無線網卡的終端設備可以通過AP共享核心網的資源。除此之外，AP還具有網管的功 能，實現對無線接入網絡的控制和管理，把傳統交換機的智能性分散到接入點中，大大節省 骨幹網絡建設的成本，提高網絡的可延展性。在無線mesh網絡結構中，通過使用無線路由 器(WR)可以實現移動終端設備與接入點間通信範圍的彈性延展。終端用戶/設備(Client) 兼備主機和路由器兩種角色。一方面，節點作為主機運行相關的應用程式；另一方面，節點 作為路由器需要運行相關的路由協議，參與路由發現、路由維護等常見的路由操作。所有的 WR節點構成了無線主幹(BaclAone)網絡，它負責在無線用戶和有線網關節點之間建立多 跳。其主要具有以下優點(a)通過無線mesh網絡構建主幹無線網絡的方法則可大大減少有線接入點的數 量，從而降低網絡構建的費用；(b)適合大範圍布網，可以實現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網絡為兩終端節點間提供了多徑鏈路，這大大提高了通信的可靠 性，網絡的冗餘設計和對潛在問題(節點錯誤、路徑阻塞、外部幹擾等)的自適應能力，也可 為有線網絡的接入提供多個接入口和到目的節點的可選路由；(d)採用對等網絡來構建無線傳輸系統並具備了自組織、自治癒等優點，因而網絡 的建立相對於用戶透明，因此，網絡的擴容也相對簡單。另一方面當無線mesh網絡在傳輸異構業務時，由於異構業務之間流量特性和業 務模型互不相同，難以綜合保證業務在傳輸過程中的QoS。因此，可採用Diffserv模型， 其可對網絡中同一級別的不同異構業務進行聚合，並統一發送.保證相同的保證相同的延 遲、傳輸速率、抖動等服務質量參數。在Diffserv模型中，異構業務分類和匯聚工作在網絡 邊緣由邊緣路由器完成，邊界節點根據用戶的流規定和資源預留信息將進入網絡的單流分 類，整形，聚合為不同的流聚集，然後核心路由器根據業務流的標記將它們發送到目的端。為保證採用Diffserv模型的異構業務在傳輸過程中，無線mesh網絡具有較好的 擁塞避免或快速解除機制，並保證對用戶的服務質量和公平性，需建立高效的擁塞控制機 制，而現有的擁塞控制機制對改善網絡的魯棒性效果較小，因此需建立針對基於Diffserv模型異構業務傳輸的無線mesh網絡的擁塞控制機制。由於網絡擁塞控制機制是一個比較 複雜的控制系統，擁塞控制算法的分布性、複雜性也使得算法在設計上具有較高的難度。因 此，網絡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，網絡擁塞問題仍然沒 有一個很好的解決方案，依舊是目前國內外網絡研究領域的一個熱點課題。
綜上所述有必要對異構業務的傳輸採用Diffserv模型，如
圖1所示，其中ER為 邊界節點，IR為內部節點；另一方面建立針對基於Diffserv模型異構業務傳輸的無線mesh 網絡的擁塞控制機制。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是建立針對基於Diffserv模型異構業務傳輸的無 線mesh網絡的擁塞控制機制。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為通過在擁塞避免窗口上升和下 降階段，根據無線mesh網絡的網絡狀態動態調整擁塞避免窗口大小來實現；其特徵在於 在滿足基於Diffserv模型異構業務傳輸和對用戶的服務質量要求和公平性條件下，通過 發明一種能根據網絡負載情況，動態調整擁塞避免窗口的方法，實現對基於Diffserv模型 異構業務傳輸的無線mesh網絡的高效合理利用，包括以下步驟A、在擁塞窗口 E上升階段，設置從慢啟動狀態進入擁塞避免狀態的最優慢啟動門 限值和最優的擁塞控制窗口；B、基於A步驟，在發送端接收ACK信息時設計合適的擁塞控制窗口 ；C、在擁塞窗口 E下降階段，設置最優的擁塞控制窗口。
Δ .,所述步驟A中，慢啟動門限的理想值為
權利要求
1.一種基於異構業務的無線mesh網絡的擁塞控制方法，採用一種能根據網絡負載情 況，動態調整擁塞避免窗口的方法，實現對基於DifTserv模型異構業務傳輸的無線mesh網 絡的高效合理利用。包括如下步驟A、在擁塞窗口E上升階段，設置從慢啟動狀態進入擁塞避免狀態的最優慢啟動門限值 和最優的擁塞控制窗口；B、基於A步驟，在發送端接收ACK信息時設計合適的擁塞控制窗口；C、在擁塞窗口E下降階段，設置最優的擁塞控制窗口。
2.根據權利要求1的方法，對於所述步驟A其特徵在於慢啟動門限的理想值為
3.根據權利要求1的方法，對於所述步驟B其特徵在於發送端首先接收ACK信息，然後判斷;< 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.根據權利要求1的方法，對於所述步驟B其特徵在於疋—與ωη以及Coi之間的#胃。ψ糹: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.根據權利要求1的方法，對於所述步驟B其特徵在於當第一種情況出現時，
6.根據權利要求1的方法，對於所述步驟B其特徵在於使用觀測器獲取當前 網絡適應性可用帶寬值，並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，其中模糊控制器結構裡的PLii控制器的迭代方程為
7.根據權利要求1的方法，對於所述步驟C其特徵在於在擁塞窗口 E下降階段，當無 線mesh網絡處於飽和狀態和非飽和狀態之間時，設置最優的擁塞避免窗口門限值為
全文摘要
本發明提供一種通過在擁塞避免窗口上升和下降階段，根據無線mesh網絡的網絡狀態動態調整擁塞避免窗口大小來實現針對基於Diffserv模型異構業務傳輸的無線mesh網絡的擁塞控制方法。本發明的顯著效果是提出了一種針對基於Diffserv模型異構業務傳輸的無線mesh網絡的擁塞控制機制，通過觀測網絡狀態，動態調節在上升和下降階段的擁塞窗口大小，實現了對網絡的擁塞控制優化和基於異構業務的無線mesh網絡的可靠傳輸。
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 優先權日2011年3月24日
發明者黃東 申請人:黃東