一种基于无线mesh网络的分布式网络控制系统间的流量控制方法

摘要

本发明提供一种基于无线mesh的分布式网络控制系统间的流量控制方法，该方法：1、通过改变传统的网络控制系统结构提高数据的传输质量，采用无线mesh网络传输控制信号和采样信号，既保证了整个控制网络具有较好的容错能力和网格连通性，组网方式的灵活多样性以及较高的自管理性，也增加了无线mesh网络在业务流传输时对整个网络是控制能力；2、通过调整基于无线mesh的分布式网络控制系统模块间不同数据队列门限的差值，实现根据不同条件下控制流速率和业务流拥塞率的均衡。本发明的显著效果是：1、对于单个分布式网络模块增强了对业务流的控制能力和保证了控制信号和采样信号的传输路径的多样性和可靠性；2、对于分布式网络模块间的数据传输，实现了对于任意较低的控制速率获得了最优的指数衰减拥塞概率，提高了网络资源利用率。

主权项

1.一种基于无线mesh网络的分布式网络控制系统间的流量控制方法，包括如下步骤：A.在单个分布式网络控制系统模块中，运用无线mesh网络传输分布式网络控制系统中的控制流和业务流，具体为：控制器节点采用事件驱动方式，当获取的数据经由网络通道到达控制器节点时，控制器中控制程序根据网络上传送来的数据进行计算，控制器节点立刻开始执行控制算法产生控制量，而执行器节点采用时间驱动方式，接收从无线mesh网络经零阶保持器传送的控制量，在接收到控制信号后立即动作，周期性作用于单个分布式网络模块；B.在分布式网络控制系统模块之间通过使用队列长度信息变化状态，动态调整基于无线mesh网络的分布式网络控制系统的业务流输入速率，具体为：通过队列长度观测器获取队列长度信息，然后根据队列长度信息运用流量控制方法调整业务流的速率；进而通过控制业务流队列长度的合理范围，动态调整输入业务流的速率，从而调节基于无线mesh网络的分布式网络控制系统间的业务流拥塞概率$E={\rho }_2^{G-g}{\rho }_1\frac{1-{\rho }_2^k}{(1-{\rho }_2)}{\rho }_{g-1}^{\left(1\right)},$控制速率为$C=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1-{\eta }_1}{1-{\eta }_1^k}{\lambda }_1{p}_h+{\mathrm{\mu \rho }}_1{p}_{g-1}^{\left(1\right)},& {\eta }_1\ne 1\\ \frac{1}{k}{p}_h+{\mathrm{\mu \rho }}_1{p}_{g-1}^{\left(1\right)},& {\eta }_1=1\end{array}\right.,$其中p_h为系统处于状态h时的稳态概率，为状态g-1⁽¹⁾的稳态概率，k=g-w为所设定的队列长度门限上限和下限之差，μ为系统对业务流进行服务的速率，g为所设定的队列长度门限上限，w为所设定的队列长度门限下限，λ₁和λ₂为业务流输入速率；当系统运行时其中的队列长度未超过所设定的门限上限g时，此时的队列的到达速率也即输入速率维持一个较高的水平；随着队列长度的增长，当其超过所设定的门限上限g时，为控制业务流队列长度继续增长，此时产生拥塞警告，降低输入速率；随着基于无线mesh网络的分布式网络控制系统间业务流的速率降低，其队列长度出现减小趋势，为防止队列长度继续减少，当队列长度降至或低于所设定的门限下限w时，其输入速率调整至队列长度未超过所设定的门限上限时的较高输入速率，系统服务采用M／M／1／L模型，E为当队列长度超过G时的稳态概率为拥塞概率，C为控制流速率。