[发明专利]一种基于异构业务的无线mesh网络的拥塞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域和网络控制领域，特别是涉及无线mesh网络和模糊控制理论。

背景技术

在无线通信领域，无线mesh网络(WMN)已经被设想为构建宽带大范围无线通用网络较为经济的可选方案。对于工业界而言，无线mesh网络具备诸多的特征。无线mesh网络是一种多层次的网络架构，主要由无线路由节点(WirelessRouter，WR)，接入点(Access Point，AP)、和用户节点(Client)组成。其中，AP也称无线接入点或网络桥接器，AP的主要作用是将无线网络接入核心网，其次将各个与无线路由器相连的无线客户端连接到一起，使装有无线网卡的终端设备可以通过AP共享核心网的资源。除此之外，AP还具有网管的功能，实现对无线接入网络的控制和管理，把传统交换机的智能性分散到接入点中，大大节省骨干网络建设的成本，提高网络的可延展性。在无线mesh网络结构中，通过使用无线路由器(WR)可以实现移动终端设备与接入点间通信范围的弹性延展。终端用户/设备(Client)兼备主机和路由器两种角色。一方面，节点作为主机运行相关的应用程序；另一方面，节点作为路由器需要运行相关的路由协议，参与路由发现、路由维护等常见的路由操作。所有的WR节点构成了无线主干(Backbone)网络，它负责在无线用户和有线网关节点之间建立多跳。其主要具有以下优点：

(a)通过无线mesh网络构建主干无线网络的方法则可大大减少有线接入点的数量，从而降低网络构建的费用；

(b)适合大范围布网，可以实现无线链路的较大程度的复用，可以更快的速率支持更远距离传输；

(c)无线mesh网络为两终端节点间提供了多径链路，这大大提高了通信的可靠性，网络的冗余设计和对潜在问题(节点错误、路径阻塞、外部干扰等)的自适应能力，也可为有线网络的接入提供多个接入口和到目的节点的可选路由；

(d)采用对等网络来构建无线传输系统并具备了自组织、自治愈等优点，因而网络的建立相对于用户透明，因此，网络的扩容也相对简单。

另一方面当无线mesh网络在传输异构业务时，由于异构业务之间流量特性和业务模型互不相同，难以综合保证业务在传输过程中的QoS。因此，可采用Diffserv模型，其可对网络中同一级别的不同异构业务进行聚合，并统一发送.保证相同的保证相同的延迟、传输速率、抖动等服务质量参数。在Diffserv模型中，异构业务分类和汇聚工作在网络边缘由边缘路由器完成，边界节点根据用户的流规定和资源预留信息将进入网络的单流分类，整形，聚合为不同的流聚集，然后核心路由器根据业务流的标记将它们发送到目的端。

为保证采用Diffserv模型的异构业务在传输过程中，无线mesh网络具有较好的拥塞避免或快速解除机制，并保证对用户的服务质量和公平性，需建立高效的拥塞控制机制，而现有的拥塞控制机制对改善网络的鲁棒性效果较小，因此需建立针对基于Diffserv模型异构业务传输的无线mesh网络的拥塞控制机制。由于网络拥塞控制机制是一个比较复杂的控制系统，拥塞控制算法的分布性、复杂性也使得算法在设计上具有较高的难度。因此，网络拥塞控制机制的研究虽然已有很多年的历史，但是迄今为止，网络拥塞问题仍然没有一个很好的解决方案，依旧是目前国内外网络研究领域的一个热点课题。

综上所述：有必要对异构业务的传输采用Diffserv模型，如图1所示，其中ER为边界节点，IR为内部节点；另一方面建立针对基于Diffserv模型异构业务传输的无线mesh网络的拥塞控制机制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：建立针对基于Diffserv模型异构业务传输的无线mesh网络的拥塞控制机制。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：通过在拥塞避免窗口上升和下降阶段，根据无线mesh网络的网络状态动态调整拥塞避免窗口大小来实现；其特征在于：在满足基于Diffserv模型异构业务传输和对用户的服务质量要求和公平性条件下，通过发明一种能根据网络负载情况，动态调整拥塞避免窗口的方法，实现对基于Diffserv模型异构业务传输的无线mesh网络的高效合理利用，包括以下步骤：

A、在拥塞窗口E上升阶段，设置从慢启动状态进入拥塞避免状态的最优慢启动门限值和最优的拥塞控制窗口；

B、基于A步骤，在发送端接收ACK信息时设计合适的拥塞控制窗口；

C、在拥塞窗口E下降阶段，设置最优的拥塞控制窗口。