一种基于状态参数估计的队列快速控制方法

摘要

本发明提供了一种适于Internet队列的快速控制比例-积分(Fast ControlProportional-Integral，FCPI)方法，采用对所述传统PI方法的三个重要参量(链路容量C、活动的TCP连接数N、平均往返时延R)进行动态估计，得出丢包概率，从而使中间节点根据丢包概率进行主动丢包。以解决现有PI方法在Internet网络中反应速度慢、鲁棒性和适应差的问题。通过对三个重要参数的估计，提高了Internet网络反应速度，增强了网络的鲁棒性和适应性。

主权项

1.一种基于状态参数估计的队列快速控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤一：在路由器中建立一个识别活动连接的表数据结构，该表由三个属性列组成：TCP会话ID，该项记录的匹配次数，最新匹配时间；步骤二：利用活动连接识别表对队列中到来的数据分组进行样本获取；步骤三：对获取的样本进行样本抽样，估计活动连接数；步骤四：对链路容量值进行估计；步骤五：利用活动连接数的估计值、链路容量的估计值和TCP-AQM模型进行对TCP流的往返时间进行估计；步骤六：根据所得的链路容量的估计值活动连接数的估计值和TCP流的往返时间估计值可计算出积分项系数K_I和比例项系数K_P，即：$K_P=2{\beta }_{\mathrm{PI}}\sqrt{{\beta }_{\mathrm{PI}}^2+1}\frac{\hat{N}}{{\hat{R}}^2{\hat{C}}^2}$$K_I=\frac{2\hat{N}}{{\hat{R}}^2\hat{C}}{K}_P$其中：${\beta }_{\mathrm{PI}}=\frac{2\hat{N}}{\hat{R}\hat{C}};$步骤七：计算参数a、b：路由器采取双线性变换的方式由积分项系数K_I和比例项系数K_P求得a，b两个参数，即：$a=K_P+\frac{K_I}{2\omega }$$b=K_P-\frac{K_I}{2\omega }$其中ω为数字化过程中抽样频率转化的角频率；步骤八：n时刻的主动丢包概率值p[n]由下式给出：p[n]＝a(q[n]-q₀)-b(q[n-1]-q₀)+p[n-1]其中，a、b为所述参数，q[n]表示在n时刻的队列即时长度，q₀是期望队列长度，q[n-1]为前一次的采样队列长度，p[n-1]为前一次丢弃的概率；步骤九：路由器根据所得的p[n]在队列中对用户终端发送的业务流中的数据分组进行主动的数据包丢弃。