[发明专利]用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法及系统

说明书

本发明提供一种用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法及系统，该方法包括：基于目标高铁线路的移动设备与基站切换历史数据，构建包括基站切换概率表和带宽衰减速率曲线的高铁网络预测模型；根据移动用户设备的第一位置信息，获取移动用户设备的第二位置信息，并根据基站切换概率表和第二位置信息，获取移动用户设备在下一时刻的基站切换概率；根据预设基站切换阈值，若判断基站切换概率大于等于预设基站切换阈值，则根据带宽衰减速率曲线，获取第一链路中待调度到第二链路的数据包，以根据数据包对移动用户设备与基站之间的传输数据进行预调度。本发明避免了传统MPTCP调度算法的滞后性，提高了传输吞吐量，提升用户体验感。

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，尤其涉及一种用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法及系统。

背景技术

随着网络用户数量和应用的快速增长，对高带宽健壮网络的需求巨大。同时，高铁的快速发展极大地改变了人们中长距离的通勤方式。因此，在高速移动场景下，人们对网络服务质量的需求也不断增加。

由于频繁发生基站切换，使得用户在高铁的网络使用体验不尽如人意。在300Km/h的速度下，几乎10秒不到，移动设备就会经历一次基站切换。在这种高速移动场景下，频繁切换蜂窝网络基站将导致网络传输时延急剧增加和连续丢包，严重时甚至导致吞吐量下降到0Mbps。为了解决这种现象导致的问题，使用多路径传输控制协议(MultiPathTCP，简称MPTCP)是一种有效的解决方案。有线和无线网络技术的发展使许多设备同时配备了多个网络接口(以太网，Wi-Fi，3G/4G/5G等)。为了更有效地利用网络资源，为用户带来更大的灵活性，互联网工程任务组已制定了端到端多路径传输(MPTCP)标准。

然而，现有MPTCP依靠应答包确认字符(Acknowledge character，简称ACK)的反馈来调度子流之间的数据，这意味着，当网络状况频繁快速波动时(如高铁中频繁的基站切换)，基于反馈的MPTCP其响应存在较大的滞后性，从而导致数据包在子流之间分配不适当，进而产生大量数据包乱序的现象。MPTCP的接收方需要收集所有子流的数据，然后将它们按顺序提交给上层应用程序。当乱序情况比较严重时，接收方需要等待编号较小的数据包到达，才能将编号较大的数据包提交，这就导致数据向上层应用提交的时延较高，进而降低传输吞吐量，影响用户体验。除此之外，MPTCP拥有多条子流，也就意味着发生子流切换的频率远高于传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称TCP)。因此，现在亟需一种用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法及系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法及系统。

本发明提供一种用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法，包括：

基于目标高铁线路的移动设备与基站切换历史数据，构建高铁网络预测模型，所述高铁网络预测模型包括基站切换概率表和带宽衰减速率曲线；

根据移动用户设备的第一位置信息，获取所述移动用户设备的第二位置信息，并根据基站切换概率表和所述第二位置信息，获取所述移动用户设备在下一时刻的基站切换概率，所述第一位置信息为当前时刻移动用户设备的地理位置信息，所述第二位置信息为下一时刻移动用户设备的地理位置信息；

根据预设基站切换阈值，对所述基站切换概率进行判断，若所述基站切换概率大于等于所述预设基站切换阈值，则根据所述带宽衰减速率曲线，获取第一链路中待调度到第二链路的数据包，以根据所述数据包对所述移动用户设备与基站之间的传输数据进行预调度；其中，所述第一链路为所述移动用户设备直接连接第一基站的链路，所述第二链路为所述移动用户设备通过高铁中WiFi设备连接第二基站的链路。

根据本发明提供的一种用于高铁场景的多路径传输数据预调度方法，所述基于目标高铁线路的移动设备与基站切换历史数据，构建高铁网络预测模型，包括：