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一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法及裝置與流程

文檔序號(hào):12492599閱讀:465來(lái)源:國(guó)知局
一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法及裝置與流程

本申請(qǐng)涉及一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法及裝置,屬于Mesh網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域。



背景技術(shù):

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種動(dòng)態(tài)自組織、自我配置的具有路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò),具有大容量、高速率、覆蓋范圍廣等特性,成為適合于大面積開(kāi)放區(qū)域的無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù),因此近年來(lái)得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注。

mesh網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)匯聚于Mesh路由器/網(wǎng)關(guān),容易造成局部網(wǎng)絡(luò)擁塞,使得部分節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重,其余節(jié)點(diǎn)卻沒(méi)有業(yè)務(wù),即網(wǎng)絡(luò)容量分配不均衡,嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的通信性能,針對(duì)此現(xiàn)象,可以通過(guò)檢測(cè)Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況,然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)Mesh網(wǎng)絡(luò)的路由進(jìn)行控制。

現(xiàn)有技術(shù)中,可以采用端到端的擁塞控制方式,如圖1所示,在圖中的網(wǎng)絡(luò)中有兩條數(shù)據(jù)流S1-A-B-C-D1和S3-A-B-F-D2,當(dāng)A-B段鏈路出現(xiàn)擁塞時(shí),通過(guò)降低源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率來(lái)解決擁塞問(wèn)題,但是在整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下只有A-B段鏈路可能會(huì)出現(xiàn)擁塞,通過(guò)降低源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率來(lái)解決擁塞問(wèn)題會(huì)大大降低網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

現(xiàn)有技術(shù)中還可以采用逐跳的節(jié)點(diǎn)隊(duì)列管理方案進(jìn)行擁塞控制,如圖2所示,若假設(shè)有第一數(shù)據(jù)流S1-A-B-C-F-D和第二數(shù)據(jù)流S3-A-B-E-F-D,第一數(shù)據(jù)流比第二數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)高,但第二數(shù)據(jù)流也有時(shí)延保障要求。這時(shí),如果在鏈路A-B出給第一數(shù)據(jù)流以較高的優(yōu)先級(jí),在F-D處也給其較高優(yōu)先級(jí)。假設(shè)第一數(shù)據(jù)流的時(shí)延保障要求為3ms,第二數(shù)據(jù)流的時(shí)延保障要求為5ms,在這種模式下傳輸可能會(huì)得到第一數(shù)據(jù)流的端到端時(shí)延為1ms,第二數(shù)據(jù)流的端到端時(shí)延為6ms,從而造成資源的浪費(fèi),且無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼w時(shí)延。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面,提供了一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法,該方法根據(jù)計(jì)算的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)據(jù)包,對(duì)數(shù)據(jù)包端到端的傳輸提供了時(shí)延保障,而且提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法,包括:

對(duì)經(jīng)過(guò)每條鏈路的數(shù)據(jù)包以所述鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,得到數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率ms(t);

當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口增大第一預(yù)設(shè)值,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口減小第二預(yù)設(shè)值;

根據(jù)所述ms(t)、所述第一預(yù)設(shè)值和所述第二預(yù)設(shè)值計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,根據(jù)所述平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率。

其中,所述第一預(yù)設(shè)值為1/TD,TD表示穩(wěn)定狀態(tài)下鏈路的響應(yīng)時(shí)間,TD=ws(t)/xs(t),其中ws(t)表示t時(shí)刻數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口的大小,xs(t)為t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的傳輸速率;所述第二預(yù)設(shè)值為ws(t)/2TD。

根據(jù)所述ms(t)、所述第一預(yù)設(shè)值和所述第二預(yù)設(shè)值計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,根據(jù)所述平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率,具體為:

設(shè)Δws(t)為t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,

設(shè)xs(t+1)為t+1時(shí)刻數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率,

進(jìn)一步地,還包括:

計(jì)算t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的接收時(shí)延方差;

根據(jù)t時(shí)刻時(shí)延方差和t-1時(shí)刻時(shí)延方差變化判斷Mesh網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)擁塞。

所述根據(jù)t時(shí)刻時(shí)延方差和t-1時(shí)刻時(shí)延方差變化判斷Mesh網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)擁塞,具體為:

當(dāng)判斷t時(shí)刻時(shí)延方差與t-1時(shí)刻時(shí)延方差的變化大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),確定Mesh網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。

根據(jù)本申請(qǐng)的又一個(gè)方面,提供了一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制裝置,包括:標(biāo)記模塊、調(diào)整模塊、第一計(jì)算模塊和第二計(jì)算模塊;

標(biāo)記模塊,用于對(duì)經(jīng)過(guò)每條鏈路的數(shù)據(jù)包以所述鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,得到數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率ms(t);

調(diào)整模塊,用于確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口增大第一預(yù)設(shè)值,還用于確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口減小第二預(yù)設(shè)值;

第一計(jì)算模塊,用于根據(jù)所述ms(t)、所述第一預(yù)設(shè)值和所述第二預(yù)設(shè)值計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值;

第二計(jì)算模塊,用于根據(jù)所述第一計(jì)算模塊計(jì)算的平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率。

所述第一預(yù)設(shè)值為1/TD,TD表示穩(wěn)定狀態(tài)下鏈路的響應(yīng)時(shí)間,TD=ws(t)/xs(t),其中ws(t)表示t時(shí)刻數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口的大小,xs(t)為t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的傳輸速率;所述第二預(yù)設(shè)值為ws(t)/2TD

具體地,設(shè)Δws(t)為t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,所述第一計(jì)算模塊計(jì)算的

具體地,設(shè)xs(t+1)為t+1時(shí)刻數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率,所述第二計(jì)算模塊計(jì)算的

進(jìn)一步地,還包括:

第三計(jì)算模塊,用于計(jì)算t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的接收時(shí)延方差;

判斷模塊,用于根據(jù)第三計(jì)算模塊計(jì)算的t時(shí)刻時(shí)延方差和t-1時(shí)刻時(shí)延方差變化判斷Mesh網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)擁塞。

所述判斷模塊具體用于當(dāng)判斷t時(shí)刻時(shí)延方差與t-1時(shí)刻時(shí)延方差的變化大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),確定Mesh網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。

本申請(qǐng)能產(chǎn)生的有益效果包括:

本申請(qǐng)通過(guò)對(duì)經(jīng)過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)包以該鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),增大數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),減小數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口,然后計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,根據(jù)該平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率,不僅對(duì)數(shù)據(jù)包端到端的傳輸提供了時(shí)延保障,而且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況調(diào)整發(fā)送速率,靈活性好,提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用端到端的擁塞控制方式示意圖;

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中采用逐跳的節(jié)點(diǎn)隊(duì)列管理方式進(jìn)行擁塞控制示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法流程示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳述本申請(qǐng),但本申請(qǐng)并不局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖3,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法,該方法包括:

301、對(duì)經(jīng)過(guò)每條鏈路的數(shù)據(jù)包以該鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,得到數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率;

具體地,設(shè)ml(t)是t時(shí)刻鏈路l的指定概率,ms(t)是數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率,則ms(t)可以看作是數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)的所有鏈路Ls的概率之和,即數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率也可以稱為數(shù)據(jù)包端到端的概率。

例如,設(shè)t時(shí)刻鏈路l的指定概率為70%,則在t時(shí)刻經(jīng)過(guò)鏈路l的數(shù)據(jù)包中有70%的數(shù)據(jù)包被標(biāo)記,30%的數(shù)據(jù)包未被標(biāo)記。

302、當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口增大第一預(yù)設(shè)值,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口減小第二預(yù)設(shè)值;

其中,第一預(yù)設(shè)值具體可以是1/TD,TD表示穩(wěn)定狀態(tài)下鏈路的響應(yīng)時(shí)間,TD=ws(t)/xs(t),其中ws(t)表示t時(shí)刻數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口的大小,xs(t)為t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的傳輸速率;第二預(yù)設(shè)值具體可以是ws(t)/2TD。

目的節(jié)點(diǎn)會(huì)收到很多數(shù)據(jù)包,有的數(shù)據(jù)包有標(biāo)記,有的數(shù)據(jù)包沒(méi)有標(biāo)識(shí),目的節(jié)點(diǎn)每次收到有標(biāo)記的數(shù)據(jù)包,就會(huì)給發(fā)送節(jié)點(diǎn)反饋其收到一個(gè)有標(biāo)記的數(shù)據(jù)包的消息,因此發(fā)送節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口增加一點(diǎn);目的節(jié)點(diǎn)每次收到?jīng)]有標(biāo)記的數(shù)據(jù)包,就會(huì)給發(fā)送節(jié)點(diǎn)反饋其收到一個(gè)沒(méi)有標(biāo)記的數(shù)據(jù)包的消息,因此發(fā)送節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口減小一點(diǎn)。

303、根據(jù)ms(t)、第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,然后根據(jù)平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率。

具體地,設(shè)Δws(t)為t時(shí)刻發(fā)送窗口大小的平均改變值,

設(shè)xs(t+1)為t+1時(shí)刻數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率,

本發(fā)明實(shí)施例可以在Mesh網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率進(jìn)行調(diào)整,因此在調(diào)整數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率之前,本發(fā)明實(shí)施例還可以包括:

計(jì)算t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的接收時(shí)延方差;

根據(jù)t時(shí)刻時(shí)延方差和t-1時(shí)刻時(shí)延方差變化判斷Mesh網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)擁塞。

具體地,當(dāng)判斷t時(shí)刻時(shí)延方差與t-1時(shí)刻時(shí)延方差的變化大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),確定Mesh網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。

Mesh網(wǎng)絡(luò)中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失情況,數(shù)據(jù)包丟失的原因較多,但主要是網(wǎng)絡(luò)擁塞丟包和鏈路錯(cuò)誤丟包,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)鏈路錯(cuò)誤而引起數(shù)據(jù)包丟失時(shí),時(shí)延方差不會(huì)出現(xiàn)較大幅度的變化,而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)由于擁塞而引起數(shù)據(jù)包丟失時(shí),時(shí)延方差會(huì)有大幅變動(dòng),因此可以通過(guò)時(shí)延方差的變化來(lái)判斷Mesh網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)擁塞。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)經(jīng)過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)包以該鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),增大數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),減小數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口,然后計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,根據(jù)該平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率,不僅對(duì)數(shù)據(jù)包端到端的傳輸提供了時(shí)延保障,而且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況調(diào)整發(fā)送速率,靈活性好,提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

參見(jiàn)圖4,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種面向工業(yè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制裝置,該裝置包括:標(biāo)記模塊401、調(diào)整模塊402、第一計(jì)算模塊403和第二計(jì)算模塊404;

標(biāo)記模塊401,用于對(duì)經(jīng)過(guò)每條鏈路的數(shù)據(jù)包以該鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,得到數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率ms(t);

具體地,設(shè)ml(t)是t時(shí)刻鏈路l的指定概率,ms(t)是數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率,則ms(t)可以看作是數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)的所有鏈路Ls的概率之和,即數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)所有鏈路的概率也可以稱為數(shù)據(jù)包端到端的概率。

調(diào)整模塊402,用于確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口增大第一預(yù)設(shè)值,還用于確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),將數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口減小第二預(yù)設(shè)值;

其中,第一預(yù)設(shè)值具體可以是1/TD,TD表示穩(wěn)定狀態(tài)下鏈路的響應(yīng)時(shí)間,TD=ws(t)/xs(t),其中ws(t)表示t時(shí)刻數(shù)據(jù)包發(fā)送窗口的大小,xs(t)為t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的傳輸速率;所述第二預(yù)設(shè)值具體可以是ws(t)/2TD

第一計(jì)算模塊403,用于根據(jù)ms(t)、第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值;

具體地,設(shè)Δws(t)為t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,則第一計(jì)算模塊403計(jì)算的

第二計(jì)算模塊404,用于根據(jù)第一計(jì)算模塊403計(jì)算的平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率。

設(shè)xs(t+1)為t+1時(shí)刻數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率,第二計(jì)算模塊404計(jì)算的

進(jìn)一步地,本發(fā)明實(shí)施例還可以包括:第三計(jì)算模塊和判斷模塊;

第三計(jì)算模塊,用于計(jì)算t時(shí)刻數(shù)據(jù)包的接收時(shí)延方差;

判斷模塊,用于根據(jù)第三計(jì)算模塊計(jì)算的t時(shí)刻時(shí)延方差和t-1時(shí)刻時(shí)延方差變化判斷Mesh網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)擁塞。

具體地,判斷模塊判斷t時(shí)刻時(shí)延方差與t-1時(shí)刻時(shí)延方差的變化大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),確定Mesh網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)經(jīng)過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)包以該鏈路的指定概率進(jìn)行標(biāo)記,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到未標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),增大數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口,當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確認(rèn)目的節(jié)點(diǎn)每收到標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí),減小數(shù)據(jù)包的發(fā)送窗口,然后計(jì)算t時(shí)刻發(fā)送窗口的平均改變值,根據(jù)該平均改變值計(jì)算數(shù)據(jù)包在t+1時(shí)刻的發(fā)送速率,不僅對(duì)數(shù)據(jù)包端到端的傳輸提供了時(shí)延保障,而且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況調(diào)整發(fā)送速率,靈活性好,提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

以上所述,僅是本申請(qǐng)的幾個(gè)實(shí)施例,并非對(duì)本申請(qǐng)做任何形式的限制,雖然本申請(qǐng)以較佳實(shí)施例揭示如上,然而并非用以限制本申請(qǐng),任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案的范圍內(nèi),利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動(dòng)或修飾均等同于等效實(shí)施案例,均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。

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