[发明专利]一种非先入先出包的能效数据流传输方法

摘要

本发明公开了一种非先入先出包的能效数据流传输机制，其特征在于：通过拆分‑重组包的方式，将该原始数据包序列转化成“先入先出”包序列，在四种可能的最优情况下，通过“先入先出”包序列的最优传输机制并检测通过该传输机制获取的最优离开曲线的可行性，从而获得最优拆分因子以及原始含一个“非先入先出”包的数据流最优传输机制，降低总传输能耗。该机制以降低总传输能耗为原则，基于拆分‑重组包的方法，寻找最优的拆分因子，从而实现降低包序列的总传输能耗。

主权项

1.一种非先入先出包的能效数据流传输方法，其特征在于：通过拆分‑重组包的方式，将“非先入先出”包序列转化成“先入先出”包序列，在四种可能的最优情况下，通过“先入先出”包序列的最优传输机制并检测通过该传输机制获取的最优离开曲线的可行性，从而获得最优拆分因子以及原始含一个“非先入先出”包的数据流最优传输机制；具体实现方法如下：步骤1：拆分‑重组包过程：将到达的包序列表示为对于每个包而言，其关键信息表示为I_i＝(B_i,t_a,i,t_d,i)，其中，B_i、t_a,i和t_d,i分别表示第i个包的大小、到达时刻和截止时刻，i＝1,…,N；拆分过程：将“非先入先出包”表示为P_j，j＝2,...,N，那么P_j‑1将被拆分成两个子包和大小分别为S_j‑1和B_j‑1‑S_j‑1，其中，0≤S_j‑1≤B_j‑1表示拆分因子；重组过程：将这N+1个包进行按如下顺序进行重组：其中，表示经过拆分‑重组后的包序列，那么，被拆分成的两个子包和的关键信息分别变为(S_j‑1,t_a,j‑1,t_d,j)和(B_j‑1‑S_j‑1,t_a,j,t_d,j‑1)；因此新的包序列中不再含有“非先入先出”包，即，是“先入先出”包序列；步骤2：最优“先入先出”包序列传输算法：(1)初始化t0＝0，Dopt(t0)＝0和Dopt(T)＝Dmin(T)，从起始点(t0＝0,Dopt(t0)＝0)用迭代方式获得最优离开曲线Dopt(t)；(2)找出并且获得最优直线段L₀，其中F_A、表示以起始点为起点首先与A(t)、D_min(t)分别相交的射线的斜率；(3)获得第一个相交时刻t1满足L0(t1)＝A(t1)或者L0(t1)＝Dmin(t1)，并且设置Dopt(t)＝L0(t)，其中t∈(t0,t1]；(4)如果t1＝T，算法结束；否则，将起始点替换成(t1,Dopt(t1))，重复第二步和第三步；其中，T表示包序列的截止时刻，A(t)是到达曲线，表示在[0,t]中到达的总比特数；Dmin(t)是最小离开曲线，表示在[0,t]中必须发送完的最小比特数；D(t)是离开曲线，表示在[0,t]中发送的总比特数；Dopt(t)是最优离开曲线，表示最优传输机制下在[0,t]中一共发送的比特数；步骤3：通过检测四种最优可能情况的可行性来确定最优拆分因子的取值，从而获得最优的传输机制；步骤3的具体实现方法如下：(1)令拆分因子S_j‑1＝0，进行如步骤1所示的拆分‑重组包过程，因此，“非先入先出”包P_j‑1没有进行拆分，并且在包P_j传输完后进行传输，因此P_j‑1的关键信息变为(B_j‑1,t_a,j,t_d,j‑1)；拆分‑重组后新包序列为：进行如步骤2所示的算法获得包序列的最优离开曲线定义如下条件：其中，b_j‑2和b_j‑1分别是包P_j‑2和P_j‑1完全传输完毕的时刻，和分别表示包P_j‑2和P_j‑1的传输速率，公式(1)表示P_j‑2的传输速率不小于P_j‑1的传输速率；因此，如果公式(1)满足，那么就是的最优传输机制，否则，跳至步骤(2)；(2)令拆分因子S_j‑1＝B_j‑1，进行如步骤1所示的拆分‑重组包过程，因此，“非先入先出”包P_j‑1没有进行拆分，并且在包P_j传输前进行传输，因此P_j‑1的关键信息变为(B_j‑1,t_a,j‑1,t_d,j)；拆分‑重组后新的包序列为：进行如步骤2所示的算法获得包序列的最优离开曲线定义如下条件：其中，b_j‑1和b_j+1分别是包P_j‑1和P_j+1完全传输完毕的时刻，和分别表示包P_j‑1和P_j+1的传输速率，公式(2)表示P_j‑1的传输速率不大于P_j+1的传输速率；因此，如果公式(2)满足，那么就是的最优传输机制，否则，跳至步骤(3)；(3)将P_j‑1和P_j合并成一个包其中，合并包的关键信息为(B_j‑1+B_j,t_a,j‑1,t_d,j‑1)，相应地，进行合并后新的包序列可以表示为：进行如步骤2所示的算法获得包序列的最优离开曲线定义如下条件：其中，公式(3)中第一项是因果性约束，表示到t_a,j时刻为止，通过步骤2所示的算法获得的最优离开曲线不大于此刻的到达曲线A^SAR(t_a,j；S_j‑1)；因此，如果公式(3)满足，那么就是的最优传输机制；否则，跳至步骤(4)；(4)如果步骤(1)‑(3)中的可行性要求都不满足，那么最优的传输方式只可能是“非先入先出”包占用整个时间段[t_a,j,t_d,j]进行传输，其最优传输速率为B_j/(t_d,j‑t_a,j)；将全部用来进行传输包P_j的时间段[t_a,j,t_d,j]剔除，剩下的N‑1个包序列可以表示为：其到达时刻和截止时刻变为：和进行如步骤2所示的算法获得包序列的最优离开曲线因此，最优拆分因子为最优传输机制为：终止条件：当步骤3中可能性(1)‑(4)中的任意一个可行性满足时，算法结束。