[發(fā)明專利]一種GEO信道環(huán)境下的星載CICQ結(jié)構(gòu)交換機(jī)單組播混合業(yè)務(wù)分組調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710000524.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN106789738B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊慶旭;梁佳誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/863
• 分類號(hào): H04L12/863;H04L12/931;H04L12/935;H04B7/185;H04L1/18
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本發(fā)明公布了一種GEO星載CICQ結(jié)構(gòu)交換機(jī)單組播混合業(yè)務(wù)分組調(diào)度算法，其屬于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與高性能分組交換技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是在輸入輸出調(diào)度算法中緩解CICQ交換機(jī)分組調(diào)度中的組播HOL Blocking問(wèn)題，同時(shí)對(duì)因GEO信道問(wèn)題造成傳輸失敗而需要重傳的分組進(jìn)行補(bǔ)償。在輸入調(diào)度中在使得CICQ交換機(jī)盡量工作于work?conserving的前提下，以緩解組播隊(duì)列頭分組對(duì)次分組的阻塞為目標(biāo)。在單組播分組裁決中，將分組在信道中重傳的次數(shù)作為考慮的首要因素。在輸出調(diào)度中以緩解交叉緩存對(duì)應(yīng)組播隊(duì)列頭分組對(duì)次分組的阻塞為目標(biāo)。本發(fā)明充分考慮了GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和要求，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與高性能分組交換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

衛(wèi)星通信技術(shù)逐漸引起關(guān)注并大量的開始應(yīng)用于實(shí)際，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中的地位越來(lái)越重要。為提高衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)性能，星上交換技術(shù)是未來(lái)研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。不同于地面網(wǎng)絡(luò)，GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中組播占有較高的比例，單組播混合業(yè)務(wù)分組調(diào)度的星上交換技術(shù)是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，關(guān)于星載CICQ交換結(jié)構(gòu)中的調(diào)度算法主要是考慮對(duì)到達(dá)衛(wèi)星交換機(jī)輸入端口的業(yè)務(wù)進(jìn)行分析建模，在提升調(diào)度算法性能如通過(guò)率和時(shí)延方面仍然采用地面有線環(huán)境中的調(diào)度算法思路，且這些調(diào)度算法是針對(duì)到達(dá)業(yè)務(wù)為單播分組的情形。然而，GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中組播業(yè)務(wù)比例較高，且網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，在 CICQ交換機(jī)調(diào)度中，交換機(jī)輸出端口對(duì)應(yīng)的信道誤碼率高且動(dòng)態(tài)變化，因此，需要提供一種CICQ結(jié)構(gòu)中考慮衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)信道特點(diǎn)的單組播混合業(yè)務(wù)分組調(diào)度算法。

本發(fā)明提出了一種新的GEO信道環(huán)境下的CICQ結(jié)構(gòu)單組播混合業(yè)務(wù)調(diào)度算法，即緩解組播頭分組阻塞(Relieve Multicast HOL Blocking，RMHB)算法。該算法在盡量保證CICQ交換機(jī)運(yùn)行于work-conserving 狀態(tài)的前提下，以緩解組播隊(duì)列頭分組對(duì)次分組阻塞為目標(biāo)，同時(shí)在調(diào)度算法的單組播分組權(quán)重比較中，將該分組由于在GEO衛(wèi)星信道中傳輸出錯(cuò)而導(dǎo)致需要重傳的次數(shù)作為比較中需要考慮的首要因素，以達(dá)到盡量對(duì)因受信道影響較為嚴(yán)重的分組進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供GEO衛(wèi)星環(huán)境下CICQ結(jié)構(gòu)中緩解組播HOL Blocking問(wèn)題，同時(shí)對(duì)因受信道影響較為嚴(yán)重的分組的補(bǔ)償，以降低分組平均時(shí)延的輸入輸出調(diào)度算法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)路線為：

一、輸入調(diào)度

第一步 更新隊(duì)列狀態(tài)

將CICQ交換機(jī)中每個(gè)輸入端口需要重傳的單組播分組移到對(duì)應(yīng)的VOQ和MVOQ隊(duì)列隊(duì)頭之前，使其參與輸入調(diào)度的競(jìng)爭(zhēng)。

第二步 使星載CICQ交換機(jī)盡量運(yùn)行于work-conserving狀態(tài)

當(dāng)每列交叉緩存非空時(shí)，星載CICQ交換機(jī)必然運(yùn)行于work-conserving狀態(tài)。這里，盡量使為空的列方向交叉緩存有輸入端口的分組進(jìn)入。同時(shí)，在輸入端口按照權(quán)重選擇單組播分組進(jìn)入交叉緩存時(shí)，優(yōu)先選擇因信道問(wèn)題造成重傳次數(shù)多的分組。

第三步 緩解頭分組對(duì)次分組的阻塞

第二步執(zhí)行后，未調(diào)度分組到交叉緩存的輸入端口，以緩解組播隊(duì)列的頭分組對(duì)次分組的阻塞為目標(biāo)，選擇分組傳輸?shù)浇徊婢彺妗Ｊ紫龋x組播隊(duì)列中次分組的傳輸需求數(shù)目為該次分組的所有去向中，對(duì)應(yīng)列方向交叉緩存最多只有一個(gè)分組的去向數(shù)目。其次，若存在對(duì)應(yīng)次分組傳輸需求數(shù)目不為0的組播頭分組，則選擇對(duì)應(yīng)次分組的傳輸需求數(shù)目最大的組播頭分組傳輸?shù)浇徊婢彺妫环駝t，按照與第二步中相同的權(quán)重選取方法選擇單組播分組進(jìn)入交叉緩存。

二、輸出調(diào)度

第一步 緩解交叉緩存對(duì)應(yīng)組播隊(duì)列頭分組對(duì)次分組的阻塞