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一種無線組播最優(yōu)分組策略的制作方法

文檔序號:9202601閱讀:843來源:國知局
一種無線組播最優(yōu)分組策略的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于透明計算領域,特別涉及一種無線組播最優(yōu)分組策略。
【背景技術】
[0002] 透明計算是我國工程院院±張堯?qū)W首創(chuàng)的一種計算模式,可W支持操作系統(tǒng)和應 用軟件的動態(tài)加載,能夠有效解決限制移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的用戶服務選擇、數(shù)據(jù)同步、安全和 可管理性等問題。在新型網(wǎng)絡化操作系統(tǒng)中,多實例操作系統(tǒng)和軟件不需要下載到本地安 裝執(zhí)行,而是W流式軟件的形式邊下載邊執(zhí)行,該種形式對帶寬就會有比較高的要求。然而 針對移動終端,受限于無線網(wǎng)絡帶寬等因素,如果采用現(xiàn)有的單播技術(需要在每一個用戶 終端和服務器之前建立單獨的數(shù)據(jù)通道),加載啟動操作系統(tǒng)過程耗時較長,可靠性低,用 戶體驗性差。所W改善用戶體驗成為了無線應用場景下的一個重要問題。組播可在發(fā)送者 和每一個接收者之間實現(xiàn)點對多點的網(wǎng)絡連接。使用組播能夠提高數(shù)據(jù)傳送效率,減少網(wǎng) 絡擁塞的可能性,從而提高透明計算服務性能。然而組播的分組技術同樣也影響到用戶接 收數(shù)據(jù)的等待時間的長短,所W急需提出一種適用于透明計算移動終端用戶的組播分組策 略,改善用戶從申請到接收到資源的平均等待時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種無線組播最優(yōu)分組策略,其目的在于克服現(xiàn)有技術中無線應用 場景中數(shù)據(jù)傳輸效率低,網(wǎng)絡擁塞嚴重的問題。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0005] -種無線組播最優(yōu)分組策略,首先是根據(jù)終端用戶申請資源種類的分組機制,把 申請同一個資源的用戶劃分為一個大組,依次把所有用戶按照資源類型劃分為幾個大組; 然后在每一個資源組中,再根據(jù)速率分組機制,提出來求解最小化用戶平均等待時間的動 態(tài)規(guī)劃算法。
[0006] 在服務器上實時統(tǒng)計一個時間周期,把所有向服務器申請服務資源的終端加入緩 沖隊列:
[0007] (1)在一個時間周期T內(nèi),對緩沖隊列的長度進行監(jiān)視,當長度L大于等于2的時 候,進行分組組播控制;
[0008] (2)進行分組組播控制階段的時候,首先將緩沖隊列中的終端按照申請資源類型 進行分組,申請第一種資源的在r。第二種資源的在r,,W此類推,第i中資源的在r;組;
[0009] (3)當分組的中的組員的個數(shù)大于2的時候,記錄每個分組中組員的速率,如果 速率種類大于等于2,則采用動態(tài)規(guī)劃算法,求出使得用戶平均等待時間最短的分組情況, 根據(jù)此時的分組狀況,在每個子組中W改組中的最低速率廣播發(fā)送資源,直至所有子組發(fā) 送完畢;
[0010] (4)依次遍歷每個大的資源組,直至全部終端接收到其申請資源。
[0011] 有益效果
[0012] 本發(fā)明提供了一種無線組播最優(yōu)分組策略,首先是根據(jù)終端用戶申請資源種類的 分組機制,把申請同一個資源的用戶劃分為一個大組,依次把所有用戶按照資源類型劃分 為幾個大組;然后在每一個資源組中,再根據(jù)速率分組機制,提出來求解最小化用戶平均等 待時間的動態(tài)規(guī)劃算法。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明可W明顯縮短用戶平均等待時間,改善用 戶對于移動透明計算的體驗性能。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明適用環(huán)境移動終端透明計算系統(tǒng)結構示意圖;
[0014] 圖2為本發(fā)明所述組播分組策略流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0016](一)用戶平均等待時間的定義說明:
[0017] 如圖1所示,假設有n個客戶終端向服務器申請資源,用集合表示為C={Ci,C2,… ,c。},其中當i<j時,RCi<RCj.,RCi表示第i個客戶終端在無線網(wǎng)絡狀況下可W接收資源的最 高速率;在申請的所有客戶端中,速率種類為i,ia,(L取決于當前無線局域網(wǎng)所采用的標 準),用集合R表示所有客戶端的速率種類按升序排列為出1,R2,…,而},集合N表示對應 著每一種速率下終端的個數(shù){Ni,馬,…,NsK假設根據(jù)速率分為k個組播子組,R/表示終 端根據(jù)速率分組后第i個子組內(nèi)的最低速率,用M表示子組速率集合出1',…,Rk' },如果 設資源大小為1,則用戶平均等待時間
、民1<墳戶。
[0018](二)理論原理證明
[0019] 定理1 ;如果服務器W速率R進行數(shù)據(jù)傳輸,那么還沒有接收到數(shù)據(jù)的且接受速率 不低于R的接受者,都必須接收W速率R傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0020] 證明;假設有接收者i可接收速率高于R,目前還沒有接收到數(shù)據(jù),但是不接收W 速率R傳輸?shù)臄?shù)據(jù),那么i就必定在要接收W低于R的速率R'傳輸?shù)臄?shù)據(jù),如果我們把用 戶i的速率從R'移動到R分組中,使用組播傳輸且不會影響到其他的接收用戶,那么此時 至少節(jié)省時間D/R(D表示的是數(shù)據(jù)資源的大小)。
[0021] 引理2 ;(服務器W遞減的速率按順序向不同組播組發(fā)送數(shù)據(jù))如果服務器向用戶 集合iW速率R發(fā)送數(shù)據(jù),那么像下一個用戶集合i+1發(fā)送數(shù)據(jù)的速率必然低于R。
[002引證明;假設服務器W速率而向用戶集合i發(fā)送數(shù)據(jù),W速率Rw向用戶集合i+1發(fā) 送數(shù)據(jù),且Rw>而。則與定理1矛盾,所WRw<而。
[0023] (H)動態(tài)規(guī)劃算法:
[0024]Data:R=出1,…,Rm},N={Ni,…,N。}
[00巧]Result:cost虹],R'=出1,…,Rj
[0026]cost[0] =0, R[0]=0;
[0027]cost[l]=l/R虹]*Nm,R[l]=l;
[0028]Rateindex[i]=l,rrate[i]=Rm;
[0029]forifrom2tomdo
[0030] cost [i]=〇〇
[0031] for j from i-ltoOdo
[0032] tempcost [i] =cost [j]+1/R* E ir=m-iNr;
[0033] if tempcost[i]《C[i]then
[0034] C[i]=tempcost[i];
[OCK35] Rateindex[i]=j;
[0036] rrate[i]=R"_i+j;
[0037] k=l;
[0038] i=l;
[0039] while k > Ido
[0040] R/ =rrate比];
[0041] k=k-Rateindex[i];
[0042] i++;
[004引(四)如圖2所示,具體分組策略的步驟如下:
[0044] 在服務器上實時統(tǒng)計一個時間周期,把所有向服務器申請服務資源的終端加入緩 沖隊列:
[0045] (1)在一個時間周期T內(nèi),對緩沖隊列的長度進行監(jiān)視,當長度L大于等于2的時 候,進行分組組播控制;
[0046] (2)進行分組組播控制階段的時候,首先將緩沖隊列中的終端按照申請資源類型 進行分組,申請第一種資源的在r。第二種資源的在r,,W此類推,第i中資源的在r;組;
[0047] (3)當分組的中的組員的個數(shù)大于2的時候,記錄每個分組中組員的速率,如果 速率種類大于等于2,則采用動態(tài)規(guī)劃算法,求出使得用戶平均等待時間最短的分組情況, 根據(jù)此時的分組狀況,在每個子組中W改組中的最低速率廣播發(fā)送資源,直至所有子組發(fā) 送完畢;
[0048] (4)依次遍歷每個大的資源組,直至全部終端接收到其申請資源。
[0049]實例1 :
[0050] 在一個時間周期內(nèi),共有12個透明移動終端向服務器申請資源,其中2個終端申 請第一種資源,另外10個終端申請第二種資源。第一種資源大小Di=22Mb,第二種資源大小 D2=110Mb,同時申請第一種資源的終端速率均為5. 5M/bps,劃分為資源組Ri,申請第二種資 源的終端速率集合為R2= {1,2,5. 5,11},對應的終端個數(shù)為N= {1,2, 2, 5},對于資源組尺2, 運用動態(tài)規(guī)劃算法,得出最優(yōu)分組策略為R2i={n,5. 5},R22={2},R23={1},對于R21分組用 5. 5M/bps速率,R22用2M/bps速率,R23用IM/bps速率傳輸,可W得到最優(yōu)的平均等待時間 為48. 5s,然而使用普通單播時,用戶平均等待時間為71s。由此可見,利用無線組播分組策 略,有效地縮短了用戶的平均等待時間,改善了用戶的體驗性。
【主權項】
1. 一種無線組播最優(yōu)分組策略,其特征在于,首先是根據(jù)終端用戶申請資源種類的分 組機制,把申請同一個資源的用戶劃分為一個大組,依次把所有用戶按照資源類型劃分為 幾個大組;然后在每一個資源組中,再根據(jù)速率分組機制,提出來求解最小化用戶平均等待 時間的動態(tài)規(guī)劃算法。2. 根據(jù)權利要求1所述的無線組播最優(yōu)分組策略,其特征在于,在服務器上實時統(tǒng)計 一個時間周期,把所有向服務器申請服務資源的終端加入緩沖隊列,具體步驟如下: (1) 在一個時間周期T內(nèi),對緩沖隊列的長度進行監(jiān)視,當長度L大于等于2的時候,進 行分組組播控制; (2) 進行分組組播控制階段的時候,首先將緩沖隊列中的終端按照申請資源類型進行 分組,申請第一種資源的在^,第二種資源的在r2,以此類推,第i中資源的在&組; (3) 當&分組的中的組員的個數(shù)大于2的時候,記錄每個分組中組員的速率,如果速率 種類大于等于2,則采用動態(tài)規(guī)劃算法,求出使得用戶平均等待時間最短的分組情況,根據(jù) 此時的分組狀況,在每個子組中以改組中的最低速率廣播發(fā)送資源,直至所有子組發(fā)送完 畢; (4) 依次遍歷每個大的資源組,直至全部終端接收到其申請資源。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的無線組播最優(yōu)分組策略,其特征在于,所述用戶平均等待 時間為:其中,n表示n個客戶終端向服務器申請資源,R/表示終端根據(jù)速率分組后 第i個子組內(nèi)的最低速率,k表示k個組播子組,&表示客戶端的速率排在第j位,〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線組播最優(yōu)分組策略,首先是根據(jù)終端用戶申請資源種類的分組機制,把申請同一個資源的用戶劃分為一個大組,依次把所有用戶按照資源類型劃分為幾個大組;然后在每一個資源組中,再根據(jù)速率分組機制,提出來求解最小化用戶平均等待時間的動態(tài)規(guī)劃算法。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明可以明顯縮短用戶平均等待時間,改善用戶對于移動透明計算的體驗性能。
【IPC分類】H04L12/813, H04L12/18, H04L12/861
【公開號】CN104917691
【申請?zhí)枴緾N201410085170
【發(fā)明人】張堯?qū)W, 王國軍, 陽旺, 尹換英, 陳建二
【申請人】中南大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月10日
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