[发明专利]一种车载异构网络的多径传输调度优化方法

说明书

本发明提出了一种车载异构网络的多径传输调度优化方法，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：如果预测到缓冲区阻塞现象，通过吞吐量预测和可用带宽的路径选择算法发现性能较差的子流，并停止通过这些子流进行传输。本发明达到的有益效果为：通过提前预测所需缓冲区大小，有效解决多路径传输控制协议传输中，接收缓冲区阻塞的问题，通过改进多路径传输控制协议传输中路径选择，提高了车载异构网络系统的吞吐量及网络利用率。

技术领域

本发明涉及一种预测接收缓冲区阻塞方法，属于通信技术领域，具体涉及一种车载异构网络的多径传输调度优化方法。

背景技术

随着新的网络接入技术的发展，车辆上提供了多种网络接口。因此，传统的车联网正朝着车载异构网络的趋势发展。车载异构网络就是将多种不同类型的网络融合构成的通信系统运用到车载环境中，车辆终端具备多种网络接口模块，可以接入组成异构车联网系统的任何一种网络，多种网络之间协作互助，很大程度上满足了车载环境下的通信需求与车辆用户业务多样性的要求。

多路径传输控制协议是互联网工程组在2009年提出的一种协议，它是传输控制协议的扩展协议，允许同时使用多个路径进行数据传输，能够提高资源利用率。多路径传输控制协议使用传输控制协议作为子流传输，每条路径代表每个传输控制协议子流。多路径传输控制协议能够通过提高网络资源使用效率来获得更高的吞吐量，将多路径传输控制协议应用到车载异构网络中可以提高传输性能，并提高传输的吞吐量。

然而车载异构网络中路径之间的延迟、带宽、负载、丢包率等因素互不相同，而采用多路径传输控制协议默认的Round-Robin算法，在使用这些路径传输资源时会导致数据包乱序，进而引起接收缓冲区阻塞现象的发生，同时影响车辆之间的通信性能。鉴于现实情况，为避免发生接收缓冲区阻塞现象，同时提高车载异构网络的传输性能，需要设计一个有效的多路径调度优化方法来解决这一问题。

发明内容

本发明目的在于解决上述现有的技术中缓冲区阻塞现象发生的问题，提出了一种车载异构网络的多径传输调度优化方法，具体的，如果预测到缓冲区阻塞现象，通过吞吐量预测和可用带宽的路径选择算法发现性能较差的子流，并停止通过这些子流进行传输。

一种车载异构网络的多径传输调度优化方法，包括如下步骤：

步骤1：估计无序数据包的数量和所需缓冲区大小；

步骤2：若预测所需缓冲区大于可用缓冲区，则启用Q学习，通过吞吐量预测和可用带宽的路径选择算法发现性能较差的子流，并停止通过这些子流进行传输；

步骤3：一旦拓扑结构变化，使得可用的接收缓冲区超过所需缓冲区大小的2.5倍时，则重新使用所有停止掉的子流发送数据。

进一步地，所述步骤1中，在子流j的往返时间(RTT)期间，子流i中估计的无序数据包数量为：

此时，j＞i；为了快速地估计，假设往返时间(RTT)期间已经传输的数据包数量为一个传输单元，在这种假设下，L_i,j表示RTT_j期间在子流i中与无序数据包相关联的预期的传输单元数量；

为了避免过多的传输约束，当RTT_j期间的无序包数量小于RTT_i期间已传输的数据包数量时，令L_i,j＝0；

因为所提算法在每个数据包传输时都估计无序包的传输数量，因此RTT期间，未传输的数据包数量等于子流的拥塞窗口(cwnd)，在L_i,j的基础上，多路径传输控制协议同时使用所有可用路径传输时所需的缓冲区大小为：

R(N)＝{i∈Z|1≤i≤N} (3)