[发明专利]一种基于二分法的多跳无线网络可用带宽自适应检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及可用带宽实时检测领域，具体涉及基于二分法的多跳无线网络可用带宽自适应检测方法。

背景技术

多跳无线网络中的节点通过无线链路以多跳的方式进行通信。随着人们对信息服务需求的快速增长,近十年来多跳无线网络的研究和应用得到不断扩展，以往人们对多跳无线网络的研究主要集中在如何高效地为网络中的节点提供充分连接上,而随着网络中有服务质量(QoS,Quality of Service)要求的多媒体业务逐渐增多,如何支持和保证业务的QoS要求成为多跳无线网络研究中亟待解决的问题，在多跳无线网络中,获取传输路径上的可用带宽信息,是支持和保证业务QoS的重要前提。通过可用带宽信息才有可能实行对带宽敏感业务的QoS路由接纳控制和带宽预留等操作,才有可能最大化地利用网络资源,同时由于可用带宽跟传输延时等其他QoS参数有着紧密的联系,获取可用带宽的信息还有助于优化其他QoS参数的设计。

目前，可用带宽测量技术主要分为两大类:基于探测分组间隔模型的方法(Probe Gap Model，PGM)和基于探测分组速率模型的方法(Probe Rate Model，PRM)。PGM方法是通过计算探测分组的输出间隔和输入间隔的时间差，估算出背景业务流量的大小，再用已知的路径带宽减去估计得到的背景业务流量的大小得到可用带宽测量值，PGM方法的前提是已知路径的容量，在该前提下才能完成可用带宽的测量，其主要代表有IGI，Spruce，Delphi等测量技术。PRM方法是通过在网络中引入拥塞通过分析探测分组的时延情况来估算可用带宽，得到测量值，PRM方法的优点是概念简单，其关键点是如何准确地捕捉到时延变化的转折点，其主要代表有TOPP，Pathload，PathChirp等测量技术，但是，上述技术都存在一定缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种可以减少对网络的负载压力，同时也缩短了测量的时间的基于二分法的多跳无线网络可用带宽自适应检测方法。本发明不仅可以实现对无线网络可用带宽的实时监测，还能减少数据包丢失、减少了差错率，改善了网络的性能。

本发明的技术方案为：本发明的基于二分法的多跳无线网络可用带宽自适应检测方法，包括如下步骤：

(S1)源主机利用二分法的思想将一串具有大范围速率的包串发送到目的主机进行无线网络的可用带宽测量，其中第i次测量所发包串的包速率范围被划分成(2^m+1)个区域，即N＝2^m+1，m,i为正整数,其中B_n＝[b_n，1,b_n，2]，源主机首先发送中间区域范围的数据包串进行第i次的测量，被测目的主机将包串的排队时延信息反馈给源主机；

当返回的排队时延含有转折点，则可根据转折点分析计算得到源主机到目的主机之间的可用带宽的数值；

当返回的排队时延没有转折点并且变化幅度很大，则源主机重新选取包速率范围被划分的区域，即其中回到步骤(1)进行第(i+1)次测量；

当返回的排队时延不属于上述的两种情况，则源主机重新选取包速率范围被划分的区域，即其中回到步骤(S1)进行第(i+1)次测量，当N值为1或者返回的排队时延含有转折点时，分析计算得到源主机到目的主机之间的可用带宽的估计值。

(S2)源主机每隔t时间向目的主机发送数据包串进行另外一次测量，该次测量的数据包串速率的范围是上次测得可用带宽数值的±M范围,M取用带宽数值的7％-15％。

(S3)每次测量后,被测量的目的主机将把本次测量是否成功以及数据包串的排队时延信息反馈回源主机，然后源主机根据反馈回的排队时延信息计算得到这次测量可用带宽的数值或者调整探测包串速率范围的大小；

当源主机接收到的是数据包串的测量成功的信息，则重复步骤(S2)和(S3)，进行下一次的测量，经过多次测量以后，根据从目的主机返回的排队时延信息对网络的可用带宽计算估测值；

当源主机接收到的是数据包串的测量不成功的信息，则将上一次的探测包串速率范围变化±A，A取用上一次探测包串速率的5％-10％，然后发送调整后的数据包，进行另外一次的测量，同时计数器将测量不成功的次数加1，当测量连续k次不成功，k取4-6,则源主机由步骤(S1)开始进行重新测量。

进一步地，所述步骤(S3)中的当源主机接收到的是数据包串的测量不成功的信息，探测包串速率变化的原则是：