[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

摘要

本发明公开了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，该方法利用了二分法思想，源主机首先向需要测量的目的主机发送一串具有大范围速率的包串进行初次测量，源主机通过目的主机反馈的包串排队时延信息分析得到无线网络的可用带宽估计值。为了进一步得到可用带宽的精确值，根据上一次的估计值设定一个新的带宽测量范围，该范围处于上次估计值的±M范围内（M取7%‑15%），如此依次进行多次测量。本发明不仅可以测量提高无线网络可用带宽的测量值的精度，还能提高多跳无线网络可靠性，减少网络的负载，改善网络的性能。

主权项

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，其特征在于包括如下步骤：(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(2m+1)个区域，即N＝2m+1，m，i为正整数，其中Bn＝[bn，1，bn，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变化范围是上次测得可用带宽数值的±M，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％，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；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：当数据包串排队时延没有变化或者变化幅度很小，则源主机调整包串速率范围使得数据包串的范围上下限分别增大A，A取原包串速率的5％‑10％，重新发送数据包串进行测量；当数据包串排队时延没有转折点并且变化幅度很大，则源主机调整包串速率范围使得数据包串的范围上下限分别减小A，A取原包串速率的5％‑10％，并且重新发送数据包串进行测量；所述的源主机向目的主机发送包速率的原则是发送成线性递增形式的包串，其中包串递增的斜率参数为h，参数h的大小由用户的需求和网络来决定，当用户对网络需求量较大，适当的提高h的数值，当用户对网络的需求量较小，适当的降低h的数值；所述的时间t的大小等于无线网络中瓶颈链路的带宽容量C除以前一个包发送的速率v，即t＝C/v；所述步骤(S3)中的可用带宽的估算法为：多次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为Em，将这些数据取平均值得出可用带宽的估测值选取处于其中b的取值为30，计算这些数据的平均值，得出新的可用带宽的估计值并且求出这些数据的方差D1，如果D1＞c，其中c的大小由系统对测量数据的精度来决定，c取值范围为0.3‑0.5，则选取出处于计算其平均值，并得到新的带宽估计值以及对应的方差D2，按调整范围依次缩小5％的规律重复上述步骤，直到第n次选取的数据方差Dn≤c。