基于节点间链路反馈控制机制的节点状态控制方法

摘要

本发明涉及移动通信组网方法体系中的状态处理技术领域，公开了一种基于节点间链路反馈控制机制的节点状态控制方法，该方法中，假设各节点状态相互独立，且该方法包括以下步骤：S1、建立链路数据率的控制目标；S2、利用节点间链路状态反馈控制机制来实现所述控制目标，节点间链路状态反馈控制机制包括：链路的尾节点对数据率的预测与对反馈控制量的计算，以及首节点对输出数据率的控制。本发明由于采用了节点间链路状态反馈控制机制，通过对链路数据率的预测和相邻节点间的反馈控制实现对链路数据率变化的控制。将该方法应用于路由机制和拥塞控制，可以大幅度降低业务在传输过程中的丢包率，减小网络中节点排队长度，从而降低数据包在节点的延时。

主权项

1.一种基于节点间链路反馈控制机制的节点状态控制方法，其特征在于，该方法中，假设各节点状态相互独立，且该方法包括以下步骤： S1、建立链路数据率的控制目标； S2、利用节点间链路状态反馈控制机制来实现所述控制目标，所述节点间链路状态反馈控制机制包括：链路的尾节点对数据率的预测与对反馈控制量的计算，以及首节点对输出数据率的控制， 其中，所述步骤S1具体为：设E={e_i,j}，i,j∈V,Ts表示控制周期，对任意一条从节点p到节点S链路e_p,S，p,S∈V，任意第k个控制周期的数据率R_p,S(k)用这个周期的平均数据率求出，k为正整数，V表示网络中所有节点的集合，e_i,j表示从节点i到节点j的有向链路，对于链路e_i,j，节点i是j的上一节点，j是i的下一节点，节点i称为链路e_i,j的首节点，j称为链路e_i,j的尾节点；E表示网络中所有有向链路的集合， 如果在第k-1周期中，链路e_p,S的数据率为R_p,S(k-1)，则要求在第k个周期的数据率R_p,S(k)满足式（1） R_p,S(k)≤maxR_p,_S(k)=R_p,S(k-1)+α(C_p,S-R_p,S(k-1))     （1） 其中，maxR_p,S(k)表示第k周期为保持链路稳定所要求的最大数据率，α为控制参量，C_p,S表示链路e_p,S的传输容量， 式（1）就是对链路数据率的控制目标，以及 所述步骤S2中对数据率的预测与对反馈控制量的计算过程具体为：在第k-1个周期，根据前L个周期输入输出对数据率的统计值，分别预测每个输入输出对数据率在k个周期的值得到输入输出对数据率矩阵的预测矩阵其中，节点p为节点S的输入节点，节点n为节点S的输出节点，计算每条输入链路数据率的预测值其中，节点S的输入节点和输出节点的个数均为N,L≤k-1，节点S根据第k-1个周期的统计量R_p,S(k-1)，计算得到第k个周期为保持链路稳定所要求的最大数据率maxR_p,S(k)， 比较和maxR_p,S(k)，如果则相应地修正该链路所包含的输入输出对数据率的预测值，得到新的预测量修正后的输入输出对数据率矩阵的预测矩阵对数据率预测矩阵求列和，得到第k周期输出链路数据率的预测值对于输出链路e_S,n，如果则第k个周期与链路e_S,n相关的输入输出对数据率的允许量x^*_p,S,n(k)与预测值相同，否则按比例减小每个与链路e_S,n相关的输入输出对数据率的预测值，作为第k个周期的输入输出对数据率允许量，从而得到第k周期的节点S分配给相邻节点的输入输出数据率允许量构成的矩阵X_S^*(k)，对数据率矩阵的预测矩阵X_S^*(k)求行和，得到节点S对每条输入链路的数据率的反馈控制量R^*_p,S(k)，所述步骤S2中首节点对输出数据率进行控制具体为： 节点p根据从节点S接收到的反馈控制量和链路数据率的控制目标，计算每个周期k的输出数据率，并由链路的首节点在其相应的端口通过令牌生成速率可变的令牌桶对输出数据率进行控制。