[发明专利]基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法，包括：基于A3C构建自适应编码决策模型；确定编码分组大小N和编码分组内数据包冗余大小R；定义两个编码矩阵：原始数据包的编码矩阵和冗余编码矩阵，根据编码分组大小和编码分组内冗余数据包大小，从相应的编码矩阵选择编码系数，编码生成N+R个编码数据包；针对编码生成N+R个编码数据包，基于路径质量对数据包进行分发：在每一次调度分发时，衡量每条路径的质量，选取质量最优的路径将编码的数据包调度到该路径的缓存中。本发明解决了异构无线链路多路径传输存在的乱序问题，有效提升系统吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言涉及一种基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法。

背景技术

随着超高清视频直播、无人驾驶、虚拟现实、远程医疗等业务的不断兴起，人们对带宽、时延的要求不断提高。随着5G网络的不断部署与普及，这些需求不断得到满足，但5G网络很难满足人们对高带宽、低时延的需求。未来的网络将是多种网络共存的异构网络，任何单一的网络将无法满足人们个性化的需求。与此同时，随着智能硬件的普及，越来越多的终端设备装备有多种类型的网络接口，例如WiFi，4G LTE和5G NR等等，使得一个用户终端同时具有访问目标通信节点的多条链路，实现多路径并行传输，将可以利用的网络信道同时利用，以达到提高传输效率的目的。多路径并行传输在有线网络中的应用已经相对成熟。然而，在无线网络环境中，由于无线网络环境中的链路具有动态性和不可靠性，物理链路属性本身具有的差异，加上移动终端的移动性导致的异构无线网络发生动态性变化，会严重影响传输效率，降低了传输性能。由于链路之间的差异性，多路径传输不可避免的产生队头阻塞，缓冲区拥塞，不必要的快速重传，接收乱序等现象。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法，将强化学习和网络编码相结合，采用网络编码技术打破数据包序列号和交付顺序之间的强约束关系，基于强化学习通过与环境进行交互，学习出最优的网络编码策略，从而解决了异构无线链路多路径传输存在的乱序问题，有效提升系统吞吐量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提出了一种基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1，基于A3C构建自适应编码决策模型，定义A3C强化学习参数，强化学习参数至少包括路径状态集、编码动作集和用于衡量动作执行好坏的奖励函数；

S2，对全局代理的神经网络参数θ_c和θ_a进行迭代优化，采用优化参数后的自适应编码决策模型获取最优编码策略，确定编码分组大小N和编码分组内数据包冗余大小R，N和R均是大于1的整数值；

S3，定义两个编码矩阵：原始数据包的编码矩阵C_p和冗余编码矩阵C_r，根据编码分组大小和编码分组内冗余数据包大小，从相应的编码矩阵选择编码系数，编码生成N+R个编码数据包；

S4，针对编码生成N+R个编码数据包，基于路径质量对数据包进行分发：在每一次调度分发时，衡量每条路径的质量，选取质量最优的路径将编码的数据包调度到该路径的缓存中。

可选地，所述控制方法还包括：

S5，接收方根据接收到的数据包，确定解码矩阵，解码出原始数据包，递交上层应用。

可选地，步骤S1中，所述定义模型参数的过程包括以下步骤：

S11，设定路径状态集S_t为：

S_t＝{Bw_t，Buffer_t，(N，R)，T，T_t，Pl_t}