[發(fā)明專利]基于網(wǎng)絡(luò)演算的無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時延上界獲取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011452952.9
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112616157A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏德賓;楊力;程健;顏佐任
• 申請（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進

1.基于網(wǎng)絡(luò)演算的無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時延上界獲取方法，其特征在于，包括：

獲取單節(jié)點時延上界；

根據(jù)所述單節(jié)點時延上界利用網(wǎng)絡(luò)演算理論得出無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)單路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界；

通過所述單路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界獲取多路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于網(wǎng)絡(luò)演算的無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時延上界獲取方法，其特征在于，獲取單節(jié)點時延上界之前，假設(shè)一個業(yè)務(wù)流A(t)通過節(jié)點p受到達曲線約束，所述到達曲線為：

其中，ρ是數(shù)據(jù)流的平均到達速率，σ是數(shù)據(jù)流的最大突發(fā)量；

通過時延—速率函數(shù)LR表示的服務(wù)曲線β(t)提供服務(wù)，所述服務(wù)曲線為：

其中R為服務(wù)速率，T是數(shù)據(jù)流在系統(tǒng)中的服務(wù)時延，即包處理時延，表示為T＝L/R+L/C。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于網(wǎng)絡(luò)演算的無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時延上界獲取方法，其特征在于，單節(jié)點時延由系統(tǒng)節(jié)點的排隊時延和處理時延構(gòu)成，其中處理時延為時延參數(shù)T，而排隊時延D_queue上界看作是最大繁忙間隔，其單節(jié)點排隊時延上界為：

故單節(jié)點i時延上界表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于網(wǎng)絡(luò)演算的無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時延上界獲取方法，其特征在于，根據(jù)所述單節(jié)點時延上界利用網(wǎng)絡(luò)演算理論得出無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)單路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界包括兩部分：一部分是可變時延，為系統(tǒng)緩沖區(qū)排隊時延；另一部分是固定時延，包括節(jié)點系統(tǒng)處理時延、轉(zhuǎn)發(fā)時延和鏈路傳播時延，而對于固定時延，假設(shè)n個節(jié)點中相鄰兩個節(jié)點之間的固定時延依次為d₁,d₂,…,d_n-1；

對于一條包含n個節(jié)點的路徑，第i個節(jié)點數(shù)據(jù)流的到達曲線為α_i(t)＝σ_i+ρ_it，傳輸服務(wù)系統(tǒng)能力為β_i＝R_i[t-T_i]⁺，則節(jié)點1到n的單路徑端到端時延為

1)當(dāng)n＝1時，由單節(jié)點時延上界和式(4)獲得端到端時延上界；當(dāng)n＝2時，由水平偏差定理得出第1個節(jié)點的時延上界節(jié)點1的輸出限制于到達曲線，節(jié)點1將數(shù)據(jù)流傳輸?shù)芥溌飞?，再?jīng)過傳播到達第2個節(jié)點，所以第2個節(jié)點到達曲線α(t)＝α^*(t)；同理按照單節(jié)點時延上界計算公式得到節(jié)點2時延上界結(jié)合相鄰兩個節(jié)點之間的固定時延，故第1，2個節(jié)點之間的端到端時延為：

2)假設(shè)當(dāng)n＝k-1時，端到端時延上界為：

3)當(dāng)n＝k時，第k個節(jié)點的到達曲線由單節(jié)點時延上界得出，第k個節(jié)點的時延上界為：

含有k個節(jié)點的單路徑端到端時延上界等于前k-1個節(jié)點的時延上界第k-1個節(jié)點和第k個節(jié)點之間的固定時延d_k-1和第k個節(jié)點的時延上界三者之和，即

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于網(wǎng)絡(luò)演算的無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時延上界獲取方法，其特征在于，通過所述單路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界獲取多路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界，具體為：假設(shè)源端節(jié)點g與聚合節(jié)點a之間存在m條路徑，進入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流R(t)，首先會通過源端節(jié)點g，然后分為m條路徑進行傳輸，表示為R_i(t),i＝1,2,…,m，且有設(shè)第i條路徑上第j個節(jié)點的服務(wù)曲線用β_(i,j)表示，其中j＝1,2,…,n_i，n_i表示第i條路徑上的節(jié)點個數(shù)，聚合節(jié)點a的服務(wù)能力表示為β_a；對于聚合節(jié)點a，假設(shè)該節(jié)點的緩存隊列區(qū)足夠大，不會造成數(shù)據(jù)溢出；

節(jié)點g到a有m條路徑，第i條路徑上有n_i個節(jié)點，各節(jié)點的服務(wù)能力分別表示為β_a＝R_a[t-T_a]⁺，β_(i,j)＝R_(i,j)[t-T_(i,j)]⁺，β_g＝R_g[t-T_g]⁺，i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n_i，因為從g到a數(shù)據(jù)流未聚合前的多路徑傳輸中時延最大值是傳輸時延最大的那條路徑的傳輸時延，表示為：

由單路徑端到端時延可知，第i條路徑的輸出數(shù)據(jù)流受曲線約束，假設(shè)聚合節(jié)點a需要所有的數(shù)據(jù)流到達后才會對其處理，流量進入聚合節(jié)點a需受曲線：

的約束，那么經(jīng)過m條路徑傳輸后，聚合節(jié)點的時延上界滿足以下關(guān)系式

其中，T_a＝L/R_a為聚合節(jié)點a的服務(wù)時延，ρ_a＝ρ₁+ρ₂+…+ρ_m。

綜上，得到多路徑傳輸系統(tǒng)端到端時延上界為