[发明专利]确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法

说明书

本发明公开了一种确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法，包括：当发送端检测到带宽不再增长时，发送端退出慢启动阶段，进入拥塞避免阶段；将时间分为每τms为一个时间段，发送端根据每τms内收到的ACK包，计算当前时间段内的平均往返时延RTT和链路出队列速率；利用当前τms时间段和进入拥塞避免后的第一个τms时间段之间的RTT变化值，以及当前τms时间段的链路出队列速率，计算出造成这一RTT变化的队列长度大小；在每个τms时间段后，发送端根据队列长度调整拥塞窗口大小，以消除造成RTT变化的队列，实现往返时延稳定。该方法消除队列变化以及其造成的RTT抖动，实现固定延迟的端到端传输。

技术领域

本发明涉及计算机通信技术领域，特别涉及一种确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法。

背景技术

随着物联网应用的迅速发展，激增的视频流量和工业数据给网络带来了大量的拥塞崩溃和数据分组时延。传统的尽力而为的端到端网络已经逐渐无法满足多种多样的应用场景与需求，未来的网络开始逐渐往准时准确的性能发展。

在传统的端到端网络中，传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)通过提供一种面向连接的、可靠的传输层通信协议，在一定程度上保证了网络的准确性。但是，目前已有的TCP拥塞控制算法却无法同时满足高带宽、固定延迟和便于部署这三个条件。这是因为在TCP的拥塞控制算法中，有的是基于丢包或者链路容量探测调整拥塞窗口，导致链路排队长度抖动较大，无法实现固定延迟的传输；有的是每往返时延(RTT，Round-Trip Time)间隔基于RTT变化调整一次拥塞窗口，发送端无法准确的根据链路情况的变化控制对应的排队长度，因此不适合快速变化的链路，并且RTT也无法趋于稳定；有的则是通过修改中间路由来返回链路信息，从而对发送端拥塞窗口进行调整，但是却不便于部署。

目前，为了实现确定性时延的端到端传输，本领域技术人员已提出了FlexE，AVB/TSN和DetNet三种技术，但这三种技术都是基于新型网络架构设计的，无法直接部署在当前已广泛使用的以太网中。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法，该方法将TCP拥塞控制算法和端到端固定延迟传输结合，利用队列长度调整cwnd窗口大小，实现确定性时延TCP传输。

为达到上述目的，本发明实施例提出了确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法，包括以下步骤：步骤S1，在慢启动时，当发送端检测到带宽不再增长时，所述发送端退出慢启动阶段，进入拥塞避免阶段；步骤S2，将时间分为每τms为一个时间段，所述发送端根据每τms内收到的ACK包，计算当前时间段内的平均往返时延RTT和链路出队列速率；步骤S3，利用当前τms时间段和进入拥塞避免后第一个τms时间段之间的往返时延RTT变化值和当前τms时间段内的链路出队列速率，计算出造成上述两个时间段内RTT变化的队列长度；步骤S4，在每个τms时间段后，所述发送端根据所述队列长度调整拥塞窗口。

本发明实施例的确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法，将TCP拥塞控制与固定延迟结合，实现一种便于部署的确定性时延传输，通过计算拥塞队列长度来调整下一个时间段的拥塞控制窗口，消除队列变化造成的RTT变化，实现固定延迟的端到端传输，即使在变化较快的网络环境下，也能获得较高的吞吐量和稳定的传输时延，并且只需修改发送端的拥塞控制算法，十分便于部署。

另外，根据本发明上述实施例的确定通信延迟的高速率5G上行拥塞控制方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S1具体包括：在慢启动拥塞窗口cwnd以指数规律增加时，当检测到连续3个RTT的吞吐量增加值低于25％，则认为带宽已被充分利用，此时退出所述慢启动阶段，进入所述拥塞避免阶段，并将拥塞窗口cwnd大小调整为退出慢启动阶段时cwnd的一半。