異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法
【專利摘要】一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法：根據(jù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)，估計(jì)數(shù)據(jù)包通過不同連接的傳輸時(shí)延，再引入遺傳模擬退火算法計(jì)算優(yōu)化流量分配比率，同時(shí)綜合考慮每個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的最大發(fā)送速率、平均傳輸時(shí)延、誤碼率和最大重傳次數(shù)的多個(gè)性能參數(shù)，提供一種可行的流量分配方法，以實(shí)現(xiàn)最小化各連接之間最大傳輸時(shí)延差的流量分配。本發(fā)明利用遺傳算法的隱并行性和退火算法的爬山性能，有效降低計(jì)算復(fù)雜度、大大加快求解和收斂的速度，設(shè)置收斂門限值進(jìn)一步均衡算法性能與消耗時(shí)間。與其他流量分配方法相比較，本發(fā)明更適用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用場(chǎng)景，充分利用了網(wǎng)絡(luò)連接資源，吞吐量更大。
【專利說明】異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的并行傳輸?shù)牧髁糠峙浼夹g(shù)，確切的說，涉及一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)連接并行傳輸?shù)牧髁勘嚷史峙浞椒?，屬于無線通信中的移動(dòng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]未來的無線通信網(wǎng)絡(luò)體系將是一種多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(例如包括:2G/2.5G/3G、LTE、WLAN、WPAN等制式)并存、協(xié)同并不斷融合的復(fù)雜體系。這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在覆蓋區(qū)域、帶寬、可靠性、成本和安全性等方面的特性各不相同。而且，它們將在未來一段較長(zhǎng)時(shí)期以互相補(bǔ)充的方式共同滿足終端用戶的QoS需求。
[0003]多模終端技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使得同時(shí)使用多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并行傳輸數(shù)據(jù)成為可能與現(xiàn)實(shí)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的多連接并行傳輸技術(shù)能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，滿足未來通信業(yè)務(wù)需求。然而，由于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的各種連接方式在技術(shù)特點(diǎn)及負(fù)載能力方面都存在差異，因此，多連接并行傳輸勢(shì)必帶來諸多問題。
[0004]參見圖1，介紹異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸存在的問題:由于數(shù)據(jù)包通過不同連接(圖中為三個(gè))到達(dá)接收端的時(shí)延各不相同，導(dǎo)致了多連接并行傳輸系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包亂序現(xiàn)象非常嚴(yán)重，接收端必須建立重排序緩存區(qū)，以供數(shù)據(jù)包在此重新排序。某一特定編號(hào)的數(shù)據(jù)包在重排序緩存區(qū)中等待比它編號(hào)小的數(shù)據(jù)包全部到達(dá)的時(shí)間，就是該數(shù)據(jù)包的重排序時(shí)延。重排序時(shí)延增大了業(yè)務(wù)流的端到端時(shí)延，嚴(yán)重影響了上層傳輸協(xié)議的性能。
[0005]多連接并行傳輸傳輸中一個(gè)重要問題就是如何減少額外的重排序時(shí)延。通過優(yōu)化多連接并行傳輸時(shí)各個(gè)連接之間的流量分配比率，能夠有效地降低重排序時(shí)延，是解決重排序時(shí)延問題的一種理想途徑。
[0006]在現(xiàn)有的多連接并行傳輸技術(shù)中，以降低各個(gè)連接間的重排序時(shí)延為目標(biāo)的流量分配方法中，有下述三種性能較好的方法:基于媒體訪問控制MAC(Media Access Control)層測(cè)量的流量分配方法，基于反饋的流量分配方法和業(yè)務(wù)分割混合方法。下面分別介紹之:
[0007](I)基于MAC層測(cè)量的流量分配方法:該方法是將數(shù)據(jù)包通過該連接的傳輸時(shí)延作為連接資源的分配標(biāo)準(zhǔn)，通過周期性測(cè)量該連接的傳輸時(shí)延，動(dòng)態(tài)調(diào)整分流比例，使之與連接傳輸時(shí)延成反比例，從而保持負(fù)載的平衡，進(jìn)而降低接收端的重排序時(shí)延。但是，該方法只考慮了兩種連接并行傳輸?shù)那闆r，當(dāng)連接數(shù)目超過兩條時(shí)，則不適用。
[0008](2)基于反饋的流量分配方法:該方法提出一種基于接收端反饋信息的動(dòng)態(tài)流量分配比率計(jì)算方法，首先，發(fā)送端周期性發(fā)送探針包，然后，根據(jù)接收端的測(cè)量信息，鏈路層的數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)延被周期性地返回給發(fā)送端，并用于分流比例計(jì)算。且計(jì)算出來的分流比率應(yīng)使得鏈路層的數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)延保持一致，這樣就可以降低接收端緩存區(qū)的數(shù)據(jù)包重排序時(shí)延。該方法中的流量分配比率會(huì)隨著無線連接容量的改變而進(jìn)行周期性的調(diào)整，該方法在比率聚合后，可有效降低重排序時(shí)延，但是，其需要較長(zhǎng)的聚合時(shí)間。[0009](3)業(yè)務(wù)分割的混合方法:該混合方法由下述兩種方法組成:按照理想模型計(jì)算分割比例的算法和基于模糊多屬性決策理論的選擇可用連接的最優(yōu)子集合算法，通過對(duì)計(jì)算得到的分割比例理論值和實(shí)際傳輸值之間的誤差與誤差門限值之間的對(duì)比，當(dāng)誤差低于誤差門限時(shí)，選用理想模型算法，而當(dāng)誤差高于誤差門限時(shí)，只選擇可用連接的最優(yōu)子集合來并行傳輸。該算法能夠顯著降低重排序時(shí)延，但是，由于其中的理想模型分割比例算法與實(shí)際情況存在偏差，使得該算法在實(shí)際應(yīng)用中的性能受到抑制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法，該方法是在在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中，利用各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)，計(jì)算得到每個(gè)連接之間的優(yōu)化流量分配比率，并根據(jù)該優(yōu)化流量分配比率將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流配置為并行傳輸?shù)亩鄠€(gè)子數(shù)據(jù)流，以減小接收端重排序時(shí)延。本發(fā)明的優(yōu)化流量比率計(jì)算方法是以最小化連接間的最大時(shí)延差MMDD (Minimize the Maximum Delay Difference)為優(yōu)化目標(biāo)，通過使得各個(gè)連接的傳輸時(shí)延盡可能地接近，以降低異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的重排序時(shí)延。由于該最優(yōu)化問題為NP-hard問題，本發(fā)明提出了一種基于遺傳退火算法的求解方法，所得的優(yōu)化流量分配比率可以有效降低重排序時(shí)延，與現(xiàn)有的方法相比，在平均誤包率及吞吐量性能方面也更具優(yōu)勢(shì)。
[0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法，其特征在于:根據(jù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)，估計(jì)數(shù)據(jù)包通過不同連接的傳輸時(shí)延，再引入遺傳模擬退火算法GASA (Genetic Algorithm with SimulatedAnnealing)計(jì)算優(yōu)化流量分配比率，同時(shí)綜合考慮每個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的最大發(fā)送速率、平均傳輸時(shí)延、誤碼率和最大重傳次數(shù)的多個(gè)不同性能參數(shù)，提供一種可行的流量分配方法，以實(shí)現(xiàn)最小化各連接之間最大傳輸時(shí)延差的流量分配；所述方法包括下列操作步驟:
[0012](I)測(cè)試異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)；
[0013](2)根據(jù)每個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流總傳輸速率，確定優(yōu)化流量分配比率計(jì)算方法的各個(gè)參數(shù)初始值；
[0014](3)執(zhí)行基于最小化連接間最大時(shí)延差為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化流量分配比率計(jì)算方法;
[0015](4)發(fā)送端按照優(yōu)化流量分配比率分配業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。
[0016]本發(fā)明異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中多連接并行傳輸?shù)牧髁勘嚷实淖顑?yōu)化分配方法的實(shí)質(zhì)是一個(gè)非線性整數(shù)規(guī)劃問題，因此，這是一個(gè)NP難題(即NP-hard問題)(non-deterministicpolynomial hard)。為了能夠有效地獲得上述課題接近最優(yōu)的解決方案，本發(fā)明采用了遺傳退火算法GASA來求解。這是因?yàn)檫z傳算法(GA)具有良好的全局搜索能力和解決方案的速度，但是其在局部搜索方面能力較差，且容易出現(xiàn)“早熟”。而模擬退火算法(SA)可以找到最佳的解決方案，但它容易陷入局部最優(yōu)的陷阱，同時(shí)其全局搜索能力較弱。所以，GA和SA兩種算法具有很強(qiáng)互補(bǔ)性，兩者的結(jié)合一GASA算法是目前解決NP-hard問題的有效方法。
[0017]本發(fā)明的創(chuàng)新特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)是:將GASA算法首次引入多連接并行傳輸最優(yōu)化流量分配方法中，其中，遺傳算法GA被設(shè)置為并行搜索的主框架，而模擬退火算法SA用于遺傳算法中的突變處理。也就是:首先用GA搜索負(fù)載分配方案空間，計(jì)算每個(gè)分配方案下各個(gè)連接間的最大時(shí)延差，根據(jù)最大時(shí)延差計(jì)算該分配方案的適應(yīng)度函數(shù)；再將子代適應(yīng)度函數(shù)值與父代適應(yīng)度函數(shù)值進(jìn)行比較。然后，按照SA的策略得到當(dāng)前流量分配結(jié)果。滿足算法終止條件時(shí)，所得到的流量分配方案就是流量分配的近似最優(yōu)結(jié)果。總之，本發(fā)明采用基于遺傳模擬退火(GASA)的求解方法，利用遺傳算法的隱并行性和退火算法的爬山性能，能夠有效降低計(jì)算復(fù)雜度、大大加快求解速度和收斂速度。此外，通過設(shè)置合理的收斂門限值又進(jìn)一步均衡算法性能與消耗時(shí)間。
[0018]本發(fā)明基于最小化各連接間最大時(shí)延差的優(yōu)化目標(biāo)，與各連接間時(shí)延相等的流量分配方法相比較，更適用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用場(chǎng)景，與減少并行傳輸數(shù)量來降低重排序時(shí)延的方法，更加充分利用了可用的網(wǎng)絡(luò)連接資源，吞吐量更大。因此，本發(fā)明具有很好的推廣應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是異構(gòu)無線網(wǎng) 絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明基于遺傳退火算法的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中多連接并行傳輸?shù)牧髁糠峙浞椒ú僮鞑襟E流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]本發(fā)明異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法，是根據(jù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)，估計(jì)數(shù)據(jù)包通過不同連接的傳輸時(shí)延，再引入遺傳模擬退火算法GASA計(jì)算優(yōu)化流量分配比率，同時(shí)綜合考慮每個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的最大發(fā)送速率、平均傳輸時(shí)延、誤碼率和最大重傳次數(shù)的多個(gè)不同性能參數(shù)，提供一種可行的流量分配方法，以實(shí)現(xiàn)最小化各連接之間最大傳輸時(shí)延差的流量分配。
[0023]參見圖2，介紹本發(fā)明方法的具體操作步驟:
[0024]步驟1，測(cè)試異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)。該步驟的操作內(nèi)容是:測(cè)量當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況下的所有可用連接的總數(shù)M，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率λ ;再測(cè)量每個(gè)可用連接i的傳輸性能參數(shù):最大發(fā)送速率平均傳輸時(shí)延屯，誤碼率qi和最大重傳次數(shù)^ ；式中，正整數(shù)i為異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)可用連接的序號(hào)，其最大值為M。
[0025]步驟2，根據(jù)每個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流總傳輸速率，確定優(yōu)化流量分配比率計(jì)算方法的各個(gè)參數(shù)初始值。
[0026]該步驟包括下列操作內(nèi)容:
[0027](21)根據(jù)各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流總傳輸速率，確定流量分配比率結(jié)果向量? = (,,1?,..%￡%)的初始約束條件為:Σ=,=1;其中，ω?為第i條連接的流量
分配比率，且有:0≤0≤1和[二,=1; λ為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率，為保證系統(tǒng)穩(wěn)
定，分配給第i條連接的數(shù)據(jù)子流速率Oi λ應(yīng)不超過該可用連接的最大發(fā)送速率ri，SPWiA ^ri ;因?qū)嶋H應(yīng)用中的最小分配單元為I個(gè)數(shù)據(jù)包，故業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率λ及分配給第i條連接的數(shù)據(jù)子流速率Oi λ都只能取正整數(shù)N，即COiX e N, λ e N。
[0028](22)根據(jù)流量分配比率結(jié)果向量S’..,》?)的約束條件確定搜索空間U，
然后設(shè)置種群規(guī)模PS、最大迭代次數(shù)GN、交叉率P。和變異率Pm、模擬退火初始溫度Ttl和降溫系數(shù)r。
[0029]因是初始化階段，故同時(shí)設(shè)置當(dāng)前迭代次數(shù)計(jì)數(shù)器gn=l和當(dāng)前溫度為模擬退火的初始溫度、即T=!；。其中，正整數(shù)PS為種群中的個(gè)體總數(shù)，正整數(shù)GN為迭代計(jì)算的最大次數(shù)，用作計(jì)算的終止條件之一；交叉率P。和變異率Pm中的P都表示概率Probability，其下標(biāo)c和m分別為英文交叉crossover和變異mutation的首字母，P。和Pm的取值范圍分別為[0.4，0.99]和[0.0001,0.1];模擬退火初始溫度Ttl為設(shè)定值，降溫系數(shù)r的取值范圍是(O, I)。
[0030](23)先確定遺傳模擬退火算法中的種群初始值:從搜索空間U中隨機(jī)選出PS個(gè)流量分配比率結(jié)果向量值，組成初始種群P= (P1, P2,..., PpJ。其中，P是英文種群Population
的首字母，該種群中的第d個(gè)個(gè)體=md =(ωιη,ωιη,.",ωΛΜ)，-ω?為第d個(gè)種群個(gè)體所對(duì)應(yīng)
的流量分配比率結(jié)果向量；《di為第d個(gè)種群個(gè)體所對(duì)應(yīng)的流量分配比率結(jié)果向量中，分配到第i條連接上的數(shù)據(jù)子流速率占業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率的比率，即第i條連接的流量分配比率，且I≤d≤PS，I≤i≤M。
[0031]步驟3，執(zhí)行基于最小化各連接間最大時(shí)延差為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化流量分配比率計(jì)算方法。該步驟包括下列操作內(nèi)容:
[0032](31)從當(dāng)前種群P中隨機(jī)地兩兩組合出Q對(duì)用作父本列表，對(duì)該父本列表中的每一對(duì)父本組{ps，PJ，分別按照交叉率P。進(jìn)行交叉操作后，再按照變異率Pm進(jìn)行變異操作，得到子代{Cs，CJ。
[0033]式中，當(dāng)前種群數(shù)量P= {Pp P2, , PpJ，下標(biāo)s和t分別為隨機(jī)選取的兩個(gè)不同父本編號(hào)，其最大值為PS，且s〈t。子代{Cs，Ct}為{Ps，Pt}經(jīng)過交叉和變異操作后，產(chǎn)生的新個(gè)體，即當(dāng)前個(gè)體、父代的下一代個(gè)體；C為英文子代Children的首字母，與當(dāng)前個(gè)體、即父代P相對(duì)應(yīng)。父本是父代樣本的簡(jiǎn)稱，父代樣本是父代中的所有個(gè)體，因種群規(guī)模為PS，故
父本列表
[0034](32)分別計(jì)算每對(duì)子代{Cs，CJ相對(duì)于其父代{Ps，PJ的兩個(gè)適應(yīng)度函數(shù)增量值:Af=Fit(Cs)-Fit(Ps)和 Af=Fit(Ct)-Fit(Pt);式中，f 是適應(yīng)度函數(shù) Fit (x)簡(jiǎn)寫。
[0035]該適應(yīng)度函數(shù)Fit(Pd)的計(jì)算是重點(diǎn)，其計(jì)算方法可分為下述三個(gè)操作內(nèi)容:
[0036](32A)當(dāng)流量分配比率結(jié)果向量為Pd時(shí)，，按照下述公式計(jì)算第i條連接的傳輸時(shí)延 Ti(Odi):
【權(quán)利要求】
1.一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多連接并行傳輸中的流量分配方法，其特征在于:根據(jù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)，估計(jì)數(shù)據(jù)包通過不同連接的傳輸時(shí)延，再引入遺傳模擬退火算法GASA計(jì)算優(yōu)化流量分配比率，同時(shí)綜合考慮每個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的最大發(fā)送速率、平均傳輸時(shí)延、誤碼率和最大重傳次數(shù)的多個(gè)不同性能參數(shù)，提供一種可行的流量分配方法，以實(shí)現(xiàn)最小化各連接之間最大傳輸時(shí)延差的流量分配；所述方法包括下列操作步驟: (1)測(cè)試異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)； (2)根據(jù)每個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流總傳輸速率，確定優(yōu)化流量分配比率計(jì)算方法的各個(gè)參數(shù)初始值； (3)執(zhí)行基于最小化連接間最大時(shí)延差為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化流量分配比率計(jì)算方法； (4)發(fā)送端按照優(yōu)化流量分配比率分配業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(I)的操作內(nèi)容是:測(cè)量當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況下的所有可用連接的總數(shù)M，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率λ ;再測(cè)量每個(gè)可用連接的傳輸性能參數(shù):最大發(fā)送速率ri;平均傳輸時(shí)延屯，誤碼率qi和最大重傳次數(shù)^ ;式中，正整數(shù)i為異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)可用連接的序號(hào)，其最大值為M。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)包括下列操作內(nèi)容: (21)根據(jù)各個(gè)連接的傳輸性能參數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流總傳輸速率，確定流量分配比率結(jié)果向量汾=丨的初始約束條件為:[二<?, = 1;其中，ω i為第i條連接的流量分配比率，且有:0彡和！TP =1; λ為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，分配給第i條連接的數(shù)據(jù)子流 速率Qi λ應(yīng)不超過該連接的最大發(fā)送速率ri，S卩ωμ <ri;因?qū)嶋H應(yīng)用中的最小分配單元為I個(gè)數(shù)據(jù)包，故業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率λ及分配給第i條連接的數(shù)據(jù)子流速率ωμ都只能取正整數(shù)N，即e N, λ e N； (22)根據(jù)流量分配比率結(jié)果向量<δ= (?,的約束條件確定搜索空間U，然后設(shè)置種群規(guī)模PS、最大迭代次數(shù)GN、交叉率P。和變異率Pm、模擬退火初始溫度Ttl和降溫系數(shù)r ;因是初始化階段，故同時(shí)設(shè)置當(dāng)前迭代次數(shù)計(jì)數(shù)器gn=l和當(dāng)前溫度為模擬退火的初始溫度、即T=Ttl ;其中，正整數(shù)PS為種群中的個(gè)體總數(shù)，正整數(shù)GN為迭代計(jì)算的最大次數(shù)，用作計(jì)算的終止條件之一；交叉率P。和變異率Pm中的P都表示概率Probability，其下標(biāo)c和m分別為英文交叉crossover和變異mutation的首字母，P。和Pm的取值范圍分別為[0.4，0.99]和[0.0001, 0.1];模擬退火初始溫度Ttl為設(shè)定值，降溫系數(shù)r的取值范圍是(O, I)； (23)先確定遺傳模擬退火算法中的種群初始值:從搜索空間U中隨機(jī)選出PS個(gè)流量分配比率結(jié)果向量值，組成初始種群P=IP1, P2,, PpJ ;其中，P是英文種群Population的首字母，該種群中的第d個(gè)個(gè)體/丨==為第d個(gè)種群個(gè)體所對(duì)應(yīng)的流量分配比率結(jié)果向量；《di為第d個(gè)種群個(gè)體所對(duì)應(yīng)的流量分配比率結(jié)果向量中，分配到第i條連接上的數(shù)據(jù)子流速率占業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的總傳輸速率的比率，即第i條連接的流量分配比率，且I彡d彡P(guān)S，I彡i彡M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(3)包括下列操作內(nèi)容: (31)從當(dāng)前種群P中隨機(jī)地兩兩組合出Q對(duì)用作父本列表，再對(duì)該父本列表中的每一對(duì)父本組{ps，PJ，分別按照交叉率P。進(jìn)行交叉操作后，再按照變異率Pm進(jìn)行變異操作，得到子代{Cs，CJ ； 式中，當(dāng)前種群數(shù)量P= {Pi，P2,, PpJ，下標(biāo)S和t分別為隨機(jī)選取的兩個(gè)不同父本編號(hào)，其最大值為PS，且s〈t ;子代{Cs，Ct}為{Ps，Pt}經(jīng)過交叉和變異操作后，產(chǎn)生的新個(gè)體，即當(dāng)前個(gè)體的下一代個(gè)體；c為英文子代Children的首字母，與父代、即當(dāng)前個(gè)體P相對(duì)應(yīng)；所述父本是父代樣本的簡(jiǎn)稱，父代樣本是父代中的所有個(gè)體，因種群規(guī)模為PS，故父本列表y =-y; (32)分別計(jì)算每對(duì)子代{Cs，Ct}相對(duì)于其父代{Ps，Pt}的兩個(gè)適應(yīng)度函數(shù)增量值:Af=Fit(Cs)-Fit(Ps)和 Af=Fit(Ct)-Fit(Pt);式中，f 是適應(yīng)度函數(shù) Fit (x)簡(jiǎn)寫； (33)判斷每個(gè)Af是否大于O，即公式Af>0是否成立；若是，則表示新生的子代適應(yīng)度函數(shù)值大于父代，即子代比父代更適應(yīng)環(huán)境，此時(shí)立刻接受該子代個(gè)體Cs或Ct為當(dāng)前種群成員，并替換父代的相應(yīng)個(gè)體；若否，即△ f < O，表示子代的適應(yīng)度函數(shù)值小于或等于父代，此時(shí)，并不立刻放棄該子代，而是準(zhǔn)備以設(shè)定的接受概率接受它成為當(dāng)前種群成員:也'就是先計(jì)算Cs或Ct的接受概產(chǎn)生位于區(qū)丨、日? [O, I]上的均勻分布的偽隨機(jī)數(shù)random(0, I)后,再判斷不等式P ( Δ f )>random(0, I)是否成立；若是，則接受該子代Cs或Ct為當(dāng)前種群的成員，替換掉相應(yīng)的父代；否則，放棄該新子代個(gè)體，仍然保留原來的父代個(gè)體Ps或Pt ;其中，接受概率P ( △ f)取決于適應(yīng)度增量值，e為數(shù)學(xué)常數(shù)，T為當(dāng)前溫度； (34)判斷是否滿足下述兩個(gè)迭代終止條件之一: Ca)迭代次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，即當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到最大迭代次數(shù):gn>GN ;或 者 (b)父代與子代的平均適應(yīng)度函數(shù)差值是否小于收斂門限Th，其計(jì)算公式為:子代相對(duì)于父代的平均適應(yīng)度增量Fit (f (C)) -Fit (f (P))〈Th ； 只要滿足其中任意一個(gè)迭代終止條件，就結(jié)束該流量分配比率的計(jì)算過程，輸出當(dāng)前種群P中適應(yīng)度最大的個(gè)體所對(duì)應(yīng)的流量分配比率結(jié)果向量，再將該數(shù)值作為優(yōu)化流量分配比率向量；若否，則執(zhí)行后續(xù)步驟(35)； 其中，終止條件(b)中的C= IC1, C2，...Cps}表示子代的全部個(gè)體，P= (P1, P2,..., PpJ表示父代、即當(dāng)前種群的全部個(gè)體；Fit(f (C))中的子代C沒有下標(biāo)，表示其為子代的平均適/7/(/(C ))應(yīng)度函數(shù)，其計(jì)算方法為:?(/(0) = Σ-、同樣地，F(xiàn)it(f(P))中的父代P也沒

i I.^




P FiH f (P ))有下標(biāo)，表示其為父代的平均適應(yīng)度函數(shù)，其計(jì)算方法為mfm=Σ 二 ；


i I* (35)因種群每進(jìn)化一次就更新一次當(dāng)前溫度，同時(shí)還更新當(dāng)前迭代次數(shù)；故當(dāng)前溫度T以降溫系數(shù)r逐漸降低，即T=TXr ;而當(dāng)前迭代次數(shù)則逐漸遞增:即gn=gn+l ;此時(shí)，返回執(zhí)行步驟(31);其中，降溫系數(shù)r的取值區(qū)間為(O，I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟(32)中的適應(yīng)度函數(shù)Fit (Pd)的計(jì)算包括下列操作內(nèi)容: (32A)當(dāng)流量分配比率結(jié)果向量為Pd時(shí)，，按照下述公式計(jì)算第i條連接的傳輸時(shí)延Ti(Odi):
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述步驟(32)中的適應(yīng)度函數(shù)Fit(Cd)的計(jì)算操作內(nèi)容與Fit(Pd)的計(jì)算操作內(nèi)容完全相同，其區(qū)別只是將相應(yīng)的變量Pd更換為變量Cd。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟(33)中，因初始時(shí)的溫度T較高，故；令的數(shù)值接近于1，則有較大的概率接受適應(yīng)度值較差的子代；但是，隨著當(dāng)前溫度T的降低，f的數(shù)值不斷變小，最后幾乎不再接受適應(yīng)度函數(shù)值較差的子代；采用該接受概率作為接納子代的策略好處是:避免搜索過程過早地陷入局部最優(yōu)的陷阱，能夠以較大的概率取得全局的優(yōu)化流量分配比率向量，該操作步驟體現(xiàn)了模擬退火的思想。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟(34)中，設(shè)置收斂門限Th為4?6%，當(dāng)種群的平均適應(yīng)度增量不足4?6%時(shí)，終止迭代計(jì)算操作，輸出當(dāng)前種群中適應(yīng)度函數(shù)值最大的個(gè)體所對(duì)應(yīng)的流量分配比率結(jié)果向量，作為優(yōu)化流量分配比率；同時(shí)，為防止計(jì)算時(shí)間過長(zhǎng)，設(shè)置最大迭代代數(shù)GN為輔助終止條件，即當(dāng)前迭代次數(shù)gn超過GN時(shí)，也停止迭代計(jì)算操作，同樣輸出當(dāng)前種群中適應(yīng)度函數(shù)值最大的個(gè)體所對(duì)應(yīng)的流量分配比率結(jié)果向量，作為優(yōu)化流量分配比率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(4)包括下列操作內(nèi)容:發(fā)送端在發(fā)送緩存區(qū)中，按照計(jì)算的優(yōu)化流量分配比率將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包流分割為多個(gè)數(shù)據(jù)包子流，并通過不同的連接并行傳輸至接收端；數(shù)據(jù)包到達(dá)接收端時(shí)，因存在數(shù)據(jù)包亂序現(xiàn)象,故這些數(shù)據(jù)包先進(jìn)入重排序緩存區(qū) 中等待重排序，然后被接收端接收。
【文檔編號(hào)】H04W28/10GK103428770SQ201310325225
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】劉凱明, 劉元安, 戎蓉, 唐碧華, 胡鶴飛, 張洪光, 劉芳, 謝剛, 高錦春 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)