[发明专利]一种基于网络抖动算法反应网络拥塞的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络传输技术领域，尤其涉及一种基于网络抖动算法反应网络拥塞的方法。

背景技术

当前，信息技术高速发展，各大运营商之间竞争激烈，使得光纤网络极大的普及，但随着网络带宽资源的竞争越来越激烈，导致带宽不足，影响实时的多媒体通信过程中的用户体验，为此目前大多实时多媒体通信应用的开发者，采用网络自适应技术，调整当前的使用宽带与网络实际可用宽带相匹配，从而在可用宽带不足的情况下，降低网络丢包和抖动，以达到改善用户体验的目的，而网络自适应算法一般都采用“统计-反馈-调整”的循环收敛模型进行具体展开，延时、抖动、丢包率是表征网络拥塞情况以及预测网络带宽的常用表征量，丢包率是网络拥塞最直接的反馈，但在产生丢包时网络就已经恶化，对媒体数据的完整性已经造成破坏，而抖动和延时则是网络发生拥塞的前期征兆，抖动的突变往往预示着宽带瓶颈的到来，如果这个时候能够做出正确且及时的处理，就能够有效的防止丢包的发生，保证媒体数据的完整。

抖动表示的是数据包延时变化的剧烈程度，如果把数据包的延时当作随机变量，那么抖动就是这个随机过程中各个时刻的方差，方差的计算需要一定个数的样本支持，而且需要一定的计算量，在实际应用中我们往往采取一种近似的计算方法，在计算精度与计算复杂度上做一个取舍平衡，以达到及时准确表征网络抖动的需求。现有的RFC3550协议中的抖动计算方法，是对相邻两个包的发送时间戳与接收时间戳进行差分，这种方法无法及时而明显的对网络拥塞进行指示，从数学模型上看，就是计算相邻两个包的传输延时的差值，再对这个差值的绝对值做指数平滑，最终得到的结果就是网络抖动值，这种求抖动值的方法并不能灵敏的反应网络抖动，只有当达到的包延时正负交替出现时，才可以反应拥塞情况，如果出现连续收到几个正延时包再连续收到几个负延时包，就无法及时准确的反馈网络情况，而实际视频应用中带宽拥塞时，往往比较容易出现这种情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于网络抖动算法反应网络拥塞的方法，能够更加及时准确的反应网络拥塞情况，提高对网络拥塞的敏感度，避免丢包的发生。

本发明是这样实现的：一种基于网络抖动算法反应网络拥塞的方法，所述方法通过计算数据包的传输延时与基准值之间的差值来表征抖动值，再通过抖动值预测网络拥塞情况，所述基准值为一设定时间内传输延时的期望值，所述方法包括如下步骤：

步骤10、以一时间间隔为单位把连续的时间离散化，用D_i表示数据包的传输延时，计算T_i-1到T_i时间内传输延时的平均值和T_i到T_i+1时间内传输延时的平均值根据和得到传输延时的变化率DR_i；

步骤20、每单位时间调整基准值：E＝E+DR_i×Δt，其中，E为期望值，Δt为两帧间的时间差；

步骤30、判断是否需要重置基准值：若是，则将基准值重置为：E＝D_i+DR_i×(T_i+1-T_i)/2，进入步骤40；否则直接进入步骤40；

步骤40、求传输延时与基准值的差值，并对这个差值的绝对值做指数平滑，计算抖动值J_i为：J_i＝(15×J_i-1+|D_i-E|)/16，用抖动值表征网络拥塞情况，抖动值越大则即将发生的网络拥塞越严重，在抖动值超过一预设值时，能够及时预测到即将发生的网络拥塞，此时可通过采取措施，如调整发送码率等，避免丢包的发生。

进一步的，所述方法中以帧作为离散化的时间单位，T_i至T_i+1时间间隔内共20帧。

进一步的，所述传输时延D_i的计算公式为：D_i＝(R_i-S_i)，其中R_i为接收端收到数据包的时间，S_i为数据包自带的发送时间。

进一步的，所述步骤10中传输延时的平均值的计算方式为：用T_i至T_i+1时间内每个数据包传输延时D_i的和除以T_i至T_i+1时间内数据包个数n得到所求传输延时的平均值为：

进一步的，所述步骤30进一步包括：