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

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011452952.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112616157A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏德賓;楊力;程健;顏?zhàn)羧?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/06
• 分類號(hào): 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(jìn)

本發(fā)明公開了基于網(wǎng)絡(luò)演算的無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延上界獲取方法，通過(guò)求解系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)延和處理時(shí)延得到單節(jié)點(diǎn)時(shí)延上界；以及設(shè)置節(jié)點(diǎn)的到達(dá)曲線與服務(wù)曲線并結(jié)合無(wú)線多跳mesh網(wǎng)絡(luò)研究方法，計(jì)算無(wú)線多跳mesh網(wǎng)絡(luò)單傳輸系統(tǒng)時(shí)延上界；再基于單傳輸系統(tǒng)時(shí)延上界獲取多傳輸系統(tǒng)時(shí)延上界。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)從系統(tǒng)仿真、單傳輸系統(tǒng)、多傳輸系統(tǒng)三方面比較，本發(fā)明得到的無(wú)線多跳mesh網(wǎng)端到端延遲上界接近實(shí)際網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延仿真值，能夠保障網(wǎng)絡(luò)QoS服務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種群體決策方法，具體涉及基于網(wǎng)絡(luò)演算的無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延上界獲取方法。

背景技術(shù)

無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)作為一種寬帶接入技術(shù)，與傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相比，它具有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)靈活、接入方式多樣等優(yōu)勢(shì)，近些年備受研究人員關(guān)注。該網(wǎng)絡(luò)主要由三層構(gòu)成，分別是Internet接入層、核心網(wǎng)層和輸出接入層。核心網(wǎng)層介于Internet接入層與輸出接入層之間，是影響無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵，核心網(wǎng)性能的分析將為無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等帶來(lái)參考。

端到端時(shí)延是網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)，也是衡量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS和用戶體驗(yàn)的重要參數(shù)。端到端時(shí)延上界分析的準(zhǔn)確性直接影響到網(wǎng)絡(luò)QoS保障水平，同時(shí)也是網(wǎng)絡(luò)接納控制、路由優(yōu)化的重要依據(jù)。

傳統(tǒng)研究方法主要利用網(wǎng)絡(luò)演算理論分析了無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)單路徑傳輸中的時(shí)延上界以及多路徑傳輸中的路徑間時(shí)延抖動(dòng)上界，然而對(duì)多路徑傳輸系統(tǒng)端到端時(shí)延上界并未考慮，另外網(wǎng)絡(luò)參數(shù)建模方法主要研究的是無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)端到端時(shí)延近似上界。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于傳統(tǒng)時(shí)延上界研究方法未能精確得出無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延上界問(wèn)題，故本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N基于網(wǎng)絡(luò)演算的端到端時(shí)延上界獲取方法，以保障網(wǎng)絡(luò)QoS服務(wù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案為：基于網(wǎng)絡(luò)演算的無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延上界獲取方法，包括：

獲取單節(jié)點(diǎn)時(shí)延上界；

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

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

進(jìn)一步的，獲取單節(jié)點(diǎn)時(shí)延上界之前，假設(shè)一個(gè)業(yè)務(wù)流A(t)通過(guò)節(jié)點(diǎn)p受到達(dá)曲線約束，所述到達(dá)曲線為：

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

通過(guò)時(shí)延—速率函數(shù)LR(Latency-Rate)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(shí)延，即包處理時(shí)延，表示為T＝L/R+L/C。

進(jìn)一步的，單節(jié)點(diǎn)時(shí)延由系統(tǒng)緩存的排隊(duì)時(shí)延和處理時(shí)延構(gòu)成，其中處理時(shí)延為時(shí)延參數(shù)T，而排隊(duì)時(shí)延D_queue上界看作是最大繁忙間隔，其單節(jié)點(diǎn)排隊(duì)時(shí)延上界為：

故單節(jié)點(diǎn)i時(shí)延上界表示為：

進(jìn)一步的，根據(jù)所述單節(jié)點(diǎn)時(shí)延上界利用網(wǎng)絡(luò)演算理論得出無(wú)線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)單路徑傳輸系統(tǒng)端到端時(shí)延上界包括兩部分：一部分是可變時(shí)延，為系統(tǒng)緩沖區(qū)排隊(duì)時(shí)延；另一部分是固定時(shí)延，包括節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)處理時(shí)延、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延和鏈路傳播時(shí)延，而對(duì)于固定時(shí)延，假設(shè)n個(gè)節(jié)點(diǎn)中相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的固定時(shí)延依次為d₁,d₂,…,d_n-1；