[发明专利]一种基于地理位置的背压链路调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络的调度与路由技术领域，特别涉及一种基于地理位置的背压链路调度方法。

背景技术

在排队网络中，背压算法能在保证网络稳定性的前提下使得网络吞吐量最大化，并且能有力的解决整体网络参数条件随时间不断变化的情况。

由于近几年来频谱带宽资源的缺乏，背压算法得到了广泛的关注。基于动态的资源配置和路径选择，背压算法能够通过拥塞梯度实现在多跳网络中的传输。

但是传统的背压算法很可能导致较大的端到端延迟，尤其是在网络负载比较小的时候这一弊端体现的更加明显。因为在网络负载较小时，背压算法需要搜索很多不必要的路径来保持网络的稳定性。考虑一种极端条件环境：只有一个数据包进入该网络。由于没有已经成型的指向目的节点压力梯度，该数据包会随机地选择路径，在网络中漫步，并且极有可能永远都到达不了目的节点。该算法的另一个缺点是：背压算法完全忽视目的节点信息的特点导致了路径选择具有一定的盲目性，可能会造成路由环路或选择了不必要的长路径等。

因而在后续的背压算法的研究过程中，如何在保证最大吞吐量和网络稳定性的基础上一直以来都是研究的重点。

目前关于背压算法的研究有以下几点：第一，用后进先出队列管理算法代替先进先出队列管理算法来降低时延；第二，在不影响网络容量的条件下，将最短路径转化为背压算法中的路径权值，从而达到减少端到端延时的目标；第三，对每一个传输数据流计算最佳路径长度，以此来减少平均的端到端延时，并在背压算法中使用该值作为路径上限来调度数据包的传输。

这些方法的合理性已经被证明，能够在保证整体网络吞吐量最大化并且足够稳定的条件下，减少无线网络端到端的平均延时。但是，队列管理的方法并没有利用目的节点的信息，还存在路由环路的问题；对路径的计算需要在网络中交换消息，带来额外开销。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于地理位置的背压链路调度方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于地理位置的背压链路调度方法，包含以下顺序的步骤：

S1.建立队列模型：检测各节点及个链路的状态，网络的每个节点将不同目的节点的数据包归为不同的缓存队列中，并计算每个队列的数据包累积数量，即积压；

S2.选择每条链路的最优目的节点：通过节点到目的节点的距离向量加权的缓存积压，求出使链路加权积压差最大的目的节点，该目的节点即为最优目的节点；所述节点到目的节点的距离向量，首先通过已有定位系统获取节点及目的节点的位置信息，然后计算得到；

S3.链路调度：基于加权网络吞吐量的最大化的原则计算最优网络传输速率矩阵；

S4.链路传输速率的选择：对于给定的速率传输速率矩阵，在已确定的链路上传输最优目的节点数据包时，其传输速率的值为该链路的最大可能的传输速率值。

步骤S2中，所述的链路加权积压差通过以下公式确定：