[發明專利]基于自適應濾波的往返時延預測方法

無效

• 申請號: 201010034533.3
• 申請日: 2010-01-21
• 公開（公告）號: CN101826933A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 李國棟;吳克河;劉琳;柳長安;趙娜;焦杜娟
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種基于自適應濾波的往返時延預測方法。

背景技術

TCP協議是互聯網中最重要的協議之一。擁塞控制是TCP的重要功能之一，RTT(Round-Trip?Time：往返時延)是決定擁塞控制機制的重要度量參數。RTT在計算機網絡中表示從數據發送端發送數據開始，到其接收到來自接收端的確認所經歷的時間。因此，許多研究人員一直在努力尋找能夠精確預測RTT值的方法。

網絡環境的不確定性決定了網絡數據傳輸的不穩定性，RTT作為衡量網絡性能的一項重要指標，同樣具有不確定性。因此，RTT不能用簡單的時變函數來表示和預測。然而，RTT的統計特性顯著，即RTT具有很典型的自相似性，可以考慮通過其自相似性尋求預測RTT值的途徑。

在信號處理領域，自適應濾波是一種以適應系數和歷史信號值為基礎來預測某一時刻信號值的典型方法。該方法通過獲取歷史參數，調整過濾器系數，使它自動適應信號的統計特性。

針對上述兩點，本發明將自適應濾波方法應用到RTT值的預測中，通過計算實際RTT值與預測RTT值的誤差，調整自適應濾波器的適應系數，做出對下一個RTT值的預測。通過不斷的預測和調整，使預測值無限接近實際值，達到精確預測RTT值的目的。

發明內容

本發明的目的在于，基于自適應濾波技術，提出一種往返時延預測方法，用以精確預測RTT值。

技術方案是，一種基于自適應濾波的往返時延預測方法，其特征是所述方法的步驟包括：

步驟1：設定基數m和變量i的初始值；

步驟2：測定從i到m+i-1的連續m個RTT的值；

步驟3：通過濾波器權重系數向量和預測基數參數向量，預測第m+i個RTT的值；

步驟4：測定第m+i個RTT的值；

步驟5：根據所述預測的第m+i個RTT的值和所述測定的第m+i個RTT的值，修改濾波器權重系數向量；

步驟6：變量i加1，返回步驟3進行下一個RTT的值的預測。

所述m的最佳取值范圍是25≤m≤100。

所述變量i的初始值為1。

所述測定RTT的值的方法是，在數據發送端發送數據包，數據發送端接收到來自接收端的ACK確認包，接收到ACK確認包的時間與所述數據發送端發送數據包的時間的差值為RTT的值。

所述濾波器權重系數向量為：W_n＝[w_1n?w_2n…w_mn]^T；其中，向量元素w_kn的初始值為1≤k≤m。

所述預測基數參數向量具體是，將所述測定的從i到m+i-1的m個RTT的值依次賦給預測基數參數向量X_n的向量元素，向量X_n為列向量：

X_n＝[x_1n?x_2n…?x_mn]^T。

所述通過濾波器權重系數向量和預測基數參數向量，預測第m+i個RTT的值具體是根據公式計算第m+i個RTT的預測值。所述根據所述預測的第m+i個RTT的值和所述測定的第m+i個RTT的值，修改濾波器的權重系數向量具體是，先利用公式計算預測的第m+i個RTT的值和測定的第m+i個RTT的值之間的誤差e_n，其中，rttn為測定的第m+i個RTT的值，為預測的第m+i個RTT的值；再根據公式計算收斂因子μ的值，其中，X[j]為測定的第j個RTT的值；最后，根據公式W_n+1＝W_n+2μe_nX_n，修改濾波器的權重系數向量。

本發明利用RTT的自相似性，在數據發送端通過實際測定的m個RTT的值，使用自適應濾波方法，預測出下一個RTT的值，從而達到了精確預測RTT值的目的。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種基于自適應濾波的往返時延預測方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

圖1是本發明實施例提供的一種基于自適應濾波的往返時延預測方法流程圖，圖1中，本發明提供的方法的過程如下：

步驟101：設定基數m和變量i的初始值。