[发明专利]一种GPON中动态带宽分配的改进算法

摘要

本发明公开了一种GPON中动态带宽分配的改进算法，该算法以自回归模型为基础预测下一时刻的网络需求值，并且用得到的带宽请求来修正该预测值，以修正值为下一阶段带宽授权的依据，采用状态报告+带宽预测的方式来分配带宽，用预测带宽修正了状态报告得到的带宽需求，减小因时延造成的误差；对non‑assured(非保证带宽)和best‑effort(尽力而为带宽)这两种动态分配的带宽，采用循环级联的方式分配，使它们尽量得到满足，当分配给它们的带宽超出它们的最大带宽限制时，又将多余的带宽收回，避免了带宽浪费。

主权项

1.一种GPON中动态带宽分配的改进算法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：为各个T‑CONT分配固定带宽，这是静态带宽分配，完全满足各个T‑CONT的要求；BF(i)＝Fix(i)BF(i)为第i个T‑CONT固定带宽的获得带宽，Fix(i)表示第i个T‑CONT需要分配的固定带宽；第二步：为各个T‑CONT分配确定带宽，即在确定带宽上限的范围内尽可能的满足各个T‑CONT的需求；BA＝min{R(i),Ass(i)}BA为确定带宽的获得带宽，min{}代表取最小值，R(i)表示第i个T‑CONT的带宽需求，Ass(i)表示需要分配的确定带宽的上限值；第二步分配后，仍未使用的确定带宽为：BW^unused表示仍未使用的确定带宽，为求和公式；然后更新带宽需求表：R(i)＝R(i)‑BF(i)‑BA(i)，BF(i)表示第i个T‑CONT固定带宽的带宽需求；更新预测所得的带宽需求表：表示经过预测后第i个T‑CONT的带宽；第三步：如果还有剩余带宽，即BWunused>0，就开始分配非确定带宽，在分配非确定带宽和尽力而为带宽时，需要把预测得到的需求和T‑CONT汇报的需求做一次比较，如果差距过大，即认为预测得到的结果不准确，那么就用T‑CONT汇报得到的带宽需求；如果二者的差距不大，即用预测得到的带宽需求替代T‑CONT汇报得到的带宽需求。这里差距是否过大的依据是比较预测得到的带宽需求与T‑CONT汇报得到的带宽需求之间的变化率ε：即，如果那么R^D(i)＝R(i)，R^D(i)表示第i个T‑CONT在经过固定带宽和确定带宽分配后，在实际计算中的带宽需求；如果那么此时开始分配非确定带宽，若则按需分配：B^NA(i)＝R^D(i)注：BNA(i)表示第i个T‑CONT非确定带宽的获得带宽；若则按照如下的方式分配：此时，还要考虑给各个T‑CONT分配的非确定带宽是否超过了它的带宽上限MAX(i)，MAX(i)表示需要分配的最大带宽的上限值；如果在先前分配的非确定带宽BNA(i)，确定带宽BA(i)与固定带宽BF(i)的和大于带宽上限MAX(i)，即：BNA(i)＝MAX(i)‑BF(i)‑BA(i)如果在先前分配的非确定带宽BNA(i)，确定带宽BA(i)与固定带宽BF(i)的和不大于带宽上限MAX(i)，那么给该T‑CONT分配的带宽即为BNA(i)本身；此时，当前的剩余带宽更新为：仍然没有被满足的带宽更新为：R(i)＝R(i)‑BNA(i)第四步，如果剩余带宽BWunused>0就进入尽力而为带宽的分配过程，其分配方式和非确定带宽类似；先判断此时的带宽需求应该用预测值还是应该用T‑CONT汇报的带宽，判断方式和第三步的判断方式类似：如果那么R^L(i)＝R(i)注：RL(i)表示在经过非确定带宽分配后，在实际计算中的带宽需求；如果那么此时开始分配尽力而为带宽，若则按需分配：B^BE(i)＝R^L(i)注：BBE(i)表示第i个T‑CONT尽力而为带宽的获得带宽；若则按照如下的方式分配：此时，还要考虑给各个T‑CONT分配的尽力而为带宽是否超过了它的带宽上限MAX(i)；BBE(i)＝min{BBE(i),(MAX(i)‑BF(i)‑BA(i)‑BNA(i))}即：如果在先前分配的尽力而为带宽BBE(i)，非确定带宽BNA(i)，确定带宽BA(i)与固定带宽BF(i)的和大于带宽上限MAX(i)，那么给该T‑CONT分配的带宽不能超过带宽上限MAX(i)，即：BBE(i)＝MAX(i)‑BF(i)‑BA(i)‑BNA(i)如果在先前分配的尽力而为带宽BBE(i)，非确定带宽BNA(i)，确定带宽BA(i)与固定带宽BF(i)的和不大于带宽上限MAX(i)，那么给该T‑CONT分配的带宽即为BBE(i)本身。此时，将当前的剩余带宽更新为：仍未满足的带宽请求数更新为：RL(i)＝RL(i)‑BBE(i)最后，如果BWunused＞0，即仍有剩余带宽，且非确定带宽或尽力而为带宽的请求未满足，则返回第三步，对非确定带宽和尽力而为进行循环分配，直到剩余带宽为0或者所有的带宽请求都已被满足，则退出循环。