[发明专利]一种基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法和系统

权利要求书

1.一种基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，包括：

根据用户对终端业务的满意度获取针对所述终端业务的效用函数；

根据所述效用函数判断光网络单元的负载状态，并根据所述负载状态为所述光网络单元分配带宽；

根据所述效用函数，采用效用最大最小原则对所述光网络单元对应的所述终端业务进行带宽分配，获取所述终端业务的效用值；

根据所述效用值，通过所述效用函数的反函数计算所述终端业务的分配带宽；

所述判断光网络单元的负载状态包括：获取所述光网络单元的最小确保带宽最小确保带宽的计算公式为：

其中T_cycle为轮询周期，T_g为各所述光网络单元间轮询的保护时隙，N为光线路终端所连接的所述光网络单元的数量，R为光线路终端上行带宽；的

所述采用效用最大最小原则对所述光网络单元对应的所述终端业务进行带宽分配，所采用的问题模型为：

其中U_i(x_i)为所述效用函数，x_i为给第i支业务流所分配的带宽，C为分配给所述光网络单元的总带宽；m_i和M_i分别为实现第i支业务流最小效用和最大效用所需要的带宽。

2.根据权利要求1所述的基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，判断所述光网络单元的负载状态还包括：

获取所述光网络单元所对应的全部终端业务在效用值最大时的所需带宽

若则所述光网络单元处于轻载状态；

若则所述光网络单元处于重载状态。

3.根据权利要求2所述的基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，所述根据所述效用函数判断光网络单元的负载状态，并根据所述负载状态为所述光网络单元分配带宽，包括：

若所述光网络单元处于轻载状态，则为所述光网络单元分配的带宽满足

若所述光网络单元处于重载状态，则为所述光网络单元分配的带宽满足

其中，为各个所述光网络单元分配的带宽，K为处于轻载状态的所述光网络单元的数量。

4.根据权利要求1所述的基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，为降低求问题P1最优解的时间复杂度，将所述问题模型转换为：

其中F_i(x_i)为严格凸函数；

求解上述问题模型，得到P2的最优解为且满足

5.根据权利要求4所述的基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，将求解P2转化为求解P2的对偶函数：

P3：

其中

根据牛顿迭代法求P3：

其中

通过迭代计算获取所述终端业务的所述效用值。

6.根据权利要求1所述的基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，所述终端业务包括Skype视频会议业务，所述Skype视频会议业务的效用函数为：

其中，U为分配带宽为r时的效用值，r_max、r_max分别表示Skype实现分层编码所支持的最大带宽和最小带宽，r_max为20Kbps，r_max为2～5Mbps，α和β决定效用函数的倾斜程度，1-β为光网络单元分配带宽为最小值时Skype取得的效用值。

7.根据权利要求1所述的基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法，其特征在于，所述终端业务包括直播业务，所述直播业务的效用函数为：

其中α和β决定效用函数的倾斜程度，r_d代表直播业务达到效用值为β时所需要的带宽。

8.一种基于应用感知确保业务公平性的带宽分配系统，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于根据用户对终端业务的满意度获取针对所述终端业务的效用函数；

分配单元，用于根据所述效用函数判断光网络单元的负载状态，并根据所述负载状态为所述光网络单元分配带宽；

第二获取单元，用于根据所述效用函数，采用效用最大最小原则对所述光网络单元对应的所述终端业务进行带宽分配，获取所述终端业务的效用值；

计算单元，用于根据所述效用值，通过所述效用函数的反函数计算所述终端业务的分配带宽；

所述分配单元还用于获取所述光网络单元的最小确保带宽最小确保带宽的计算公式为：

其中T_cycle为轮询周期，T_g为各所述光网络单元间轮询的保护时隙，N为光线路终端所连接的所述光网络单元的数量，R为光线路终端上行带宽；

所述第二获取单元采用效用最大最小原则对所述光网络单元对应的所述终端业务进行带宽分配，所采用的问题模型为：

其中U_i(x_i)为所述效用函数，x_i为给第i支业务流所分配的带宽，C为分配给所述光网络单元的总带宽；m_i和M_i分别为实现第i支业务流最小效用和最大效用所需要的带宽。