[發明專利]一種引入隨機概率參數的業務端到端性能分析方法

有效

• 申請號: 202010360719.1
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111711961B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 朱曉榮;施金豆
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W24/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本專利公開了一種引入隨機概率參數的業務端到端性能分析方法，根據無線網絡引入軟件定義網絡，其路由的選擇具有隨機性的特點，引入隨機概率參數；采用搶占式優先級調度方法，將網絡中的業務優先級分為高優先級、中優先級以及低優先級；利用基于矩母函數的隨機網絡演算方法，根據切爾諾夫不等式，隨機網絡演算中串聯定理、剩余服務定理、卷積和定理，分別得到三種優先級業務作為研究對象時的時延和積壓上界邊界與違約概率之間關系的閉合表達式。

技術領域

本發明涉及通信網絡技術領域，主要涉及一種引入隨機概率參數的業務端到端性能分析方法。

背景技術

在無線網絡中，用戶附近的網關服務飽和無法實現用戶需求，則將任務轉發至其他具有服務能力的網關進行任務處理，或者該網關附近的用戶與其他網關的用戶進行數據共享和信息交互時，需要多跳實現。在無線網絡中，通過軟件定義網絡技術將網絡的控制平面和數據平面相分離，整合網絡中計算，傳輸存儲等各種資源，進行集中管理以及分配，靈活控制網絡流量的轉發。引入軟件定義網絡的無線網絡路由選擇具有隨機性，且在該網絡架構中采用WiMAX，不同類QoS具有不同的優先級，且不同類QoS適合不同業務的特點，業務分為高優先級，如網絡語音電話業務；中優先級，如視頻業務以及低優先級，如文件傳輸業務。

隨機網絡演算方法作為分析問題的工具，具有將復雜的非線性問題轉化為便于分析的線性問題的優勢，相比起排隊論只能適用于某些特定的分布，隨機網絡演算對業務數據的到達分布沒有限定，可以應用于多種場景的分析。比如無線傳感網絡的時延、積壓以及吞吐量的分析、窄帶物聯網的多跳性能分析、網絡功能虛擬化網絡中的性能分析以及視頻業務的性能分析等均有基于隨機網絡演算的研究。隨機網絡演算也存在其自身的缺點，因為放縮可能導致其違約概率邊界過松，也有一些研究針對其缺陷，提出了相關的方法進行改進。

現有的針對無線網絡性能的研究，大多考慮的是干擾固定的場景，對于具有隨機性的無線網絡多跳性能少有研究，所以本發明提出一種引入隨機概率參數的業務端到端性能分析方法，分析無線網絡多跳場景下業務的性能。

發明內容

發明目的：為了解決無線網絡網關上層業務端到端性能分析問題，本發明通過引入隨機概率參數解決引入隨機性的無線網絡業務端到端性能分析問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種引入隨機概率參數的業務端到端性能分析方法，包括以下步驟：

步驟S1、引入隨機概率參數，表示無線網絡采用軟件定義網絡規劃路由，使其路由選擇具備隨機性；

步驟S2、在引入隨機概率參數的無線網絡中，根據WiMAX中不同類QoS具有不同的優先級，將業務分為高優先級業務、中優先級業務和低優先級業務；其中高優先級業務包括網絡語音電話業務，中優先級業務包括視頻業務，低優先級業務包括文件傳輸業務；

步驟S3、通過基于矩母函數的隨機網絡演算方法，對引入隨機概率參數的無線網絡進行分析，得出上述三種優先級業務到達過程的矩母函數形式，根據剩余服務定理，分別得出三種優先級業務的服務曲線的矩母函數形式；

步驟S4、根據卷積和反卷積定理，獲得時延和積壓上界邊界和違約概率之間關系的閉合表達式。

進一步地，步驟S1中引入隨機概率參數的具體步驟具體如下：

對于業務[.]，設置三個概率參數，組成概率參數集合(P_[.].a,P_[.].b,P_[.].c)；其中P_[.].a表示業務[.]到達指定服務鏈上的智能體并且需要處理或轉發的概率；P_[.].b表示在P_[.].a條件下的業務[.]與服務鏈上的研究對象下一跳的路徑相同的概率；P_[.].c表示在P_[.].b條件下，來到服務鏈的下一個智能體節點之后，需要智能體處理或者轉發的概率。