專利名稱：混合型多目標(biāo)優(yōu)化組播擁塞控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組播擁塞控制方法，特別是混合型多目標(biāo)優(yōu)化組播擁塞控制方 法。
背景技術(shù)：
文 獻(xiàn)“Kwon G I, Byers J W. Smooth multirate multicast congestion control. IEEEINF0C0M March 2003, San Francisco, USA, IEEE Communications Society, 2003 :1022_1032” 公開 了一種組播擁塞控制方法，即 SMCC(Smooth Multicast CongestionControl)控制方法。該方法將單速率機(jī)制 TFMCC(TCP Friendly Multicast CongestionControl)引入到分層組播中。首先為每一層選擇一個(gè)接收端(以下簡(jiǎn)稱CLR)， 某一層的CLR是加入該層的所有接收端中接收能力最弱的接收端；選出CLR后，由CLR的期 望速率控制該層的發(fā)送速率；CLR定期發(fā)送反饋，非CLR使用具有偏見的隨機(jī)定時(shí)器決定是 否反饋，接收能力越弱的接收端發(fā)送反饋的機(jī)會(huì)越大。文獻(xiàn)公開的方法存在“最慢者優(yōu)先”現(xiàn)象，即各層發(fā)送速率傾向于接收能力最弱的 CLR,只有CLR和那些接收能力與CLR相近的接收端能夠獲得期望的服務(wù)速率，其它接收端 的服務(wù)需求難以得到滿足。主要原因是1、各層速率由CLR控制，而CLR是各層中接收能力最弱的接收端；2、只有CLR能定期發(fā)送反饋，接收能力較強(qiáng)的接收端發(fā)送反饋機(jī)會(huì)較小，且不具 有對(duì)源端發(fā)送速率的控制權(quán)。由于組播層數(shù)是有限的，隨著組規(guī)模的增大，“最慢者優(yōu)先”現(xiàn)象將尤為突出，絕 大多數(shù)接收端的服務(wù)需求無法得到滿足，吞吐量較低。通過仿真，當(dāng)接收端數(shù)目為128個(gè)， 每個(gè)接收端的期望服務(wù)速率在1 20Mbps之間均勻分布時(shí)，組播的平均吞吐量在6. 8 7. 2Mbps之間，全局滿意度為0. 586。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的組播擁塞控制方法平均吞吐量低的不足，本發(fā)明提供一種混合型 多目標(biāo)優(yōu)化組播擁塞控制方法。該方法將分層組播和單速率組播擁塞控制方法結(jié)合起來， 使用單速率方法調(diào)節(jié)基層速率，使用最優(yōu)化的方法調(diào)節(jié)增強(qiáng)層速率，使用等概抽樣算法抑 制反饋，可以提高平均吞吐量，平滑發(fā)送速率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種混合型多目標(biāo)優(yōu)化組播擁塞控 制方法，其特征在于包括下述步驟步驟1 源端啟動(dòng)第t輪，將反饋概率&(0及各層速率值記錄在數(shù)據(jù)包頭中，開始 發(fā)送第t輪的數(shù)據(jù)包。步驟2 對(duì)于每個(gè)接收端，在收到第t輪的第一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器Τκ。步驟3 對(duì)于每一個(gè)接收端，當(dāng)定時(shí)器Tk超時(shí)，計(jì)算期望服務(wù)速率，執(zhí)行加入/退出 層的操作。
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是層速率向量，L是最大層數(shù)；(b)按照式(4)計(jì)算所有樣本的全局滿意度S(X(t))； <mrow><mi>S</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>X</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><mi>M</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow> <mrow><mi>M</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></munderover><msup> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msup><mrow> <mo>(</mo> <mi>X</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>(c)按照式(5)定義目標(biāo)函數(shù)一；Max F1(X(t))＝S(X(t))(5)(d)對(duì)于每一層l，計(jì)算其速率抖動(dòng)Dl(X(t))；(e)計(jì)算全組速率抖動(dòng)； <mrow><mi>D</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>X</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>L</mi></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow> <mrow><mi>L</mi><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></munderover><msub> <mi>D</mi> <mi>l</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>X</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>(f)按照式(7)定義目標(biāo)函數(shù)二；Max F2(X(t))＝1 D(X(t)) (7)(g)以式(8 10)作為約束條件 <mrow><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow> <msup><mi>l</mi><mi>i</mi> </msup></munderover><msub> <mi>x</mi> <mi>l</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>≤</mo><msubsup> <mi>R</mi> <mi>req</mi> <mi>i</mi></msubsup><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>l</mi><mi>i</mi> </msup> <mo>≤</mo> <mi>L</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>0,1</mn> <mo>,</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>,</mo> <mi>M</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>xl(t)≥Rmin(l＝1，2，...，L 1)(9)xl(t)≤Rmax(l＝1，2，...，L 1)(10)(4)求解步驟(3)所建立的多目標(biāo)優(yōu)化問題，使用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法對(duì)問題求解，設(shè)置一組最優(yōu)的層速率。(5)進(jìn)入第t+1輪，轉(zhuǎn)入步驟一。FSA00000335949700013.tif,FSA00000335949700014.tif
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合型多目標(biāo)優(yōu)化組播擁塞控制方法，其目的是解決現(xiàn)有的組播擁塞控制方法平均吞吐量小的技術(shù)問題。該方法將分層組播和單速率組播擁塞控制方法結(jié)合起來，使用單速率方法調(diào)節(jié)基層速率，使用最優(yōu)化的方法調(diào)節(jié)增強(qiáng)層速率，使用等概抽樣算法抑制反饋，使得全局滿意度達(dá)到最大，改善了傳輸效率，進(jìn)而提高了平均吞吐量。當(dāng)接收端數(shù)目為128個(gè)，每個(gè)接收端的期望服務(wù)速率在1～20Mbps之間均勻分布時(shí)，組播的平均吞吐量由6.8～7.2Mbps提高到8.5～9.1Mbps，全局滿意度由0.586提高到0.742。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101984601SQ20101053473
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者任清華, 孟相如, 莊緒春, 康巧燕, 錢淵, 馬志強(qiáng), 麻海圓 申請(qǐng)人:中國人民解放軍空軍工程大學(xué)