一种无线组播最优分组策略的制作方法

文档序号:9202601阅读:704来源:国知局
一种无线组播最优分组策略的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于透明计算领域,特别涉及一种无线组播最优分组策略。
【背景技术】
[0002] 透明计算是我国工程院院±张尧学首创的一种计算模式,可W支持操作系统和应 用软件的动态加载,能够有效解决限制移动互联网发展的用户服务选择、数据同步、安全和 可管理性等问题。在新型网络化操作系统中,多实例操作系统和软件不需要下载到本地安 装执行,而是W流式软件的形式边下载边执行,该种形式对带宽就会有比较高的要求。然而 针对移动终端,受限于无线网络带宽等因素,如果采用现有的单播技术(需要在每一个用户 终端和服务器之前建立单独的数据通道),加载启动操作系统过程耗时较长,可靠性低,用 户体验性差。所W改善用户体验成为了无线应用场景下的一个重要问题。组播可在发送者 和每一个接收者之间实现点对多点的网络连接。使用组播能够提高数据传送效率,减少网 络拥塞的可能性,从而提高透明计算服务性能。然而组播的分组技术同样也影响到用户接 收数据的等待时间的长短,所W急需提出一种适用于透明计算移动终端用户的组播分组策 略,改善用户从申请到接收到资源的平均等待时间。

【发明内容】

[0003] 本发明提供了一种无线组播最优分组策略,其目的在于克服现有技术中无线应用 场景中数据传输效率低,网络拥塞严重的问题。
[0004] 本发明所采用的技术方案如下:
[0005] -种无线组播最优分组策略,首先是根据终端用户申请资源种类的分组机制,把 申请同一个资源的用户划分为一个大组,依次把所有用户按照资源类型划分为几个大组; 然后在每一个资源组中,再根据速率分组机制,提出来求解最小化用户平均等待时间的动 态规划算法。
[0006] 在服务器上实时统计一个时间周期,把所有向服务器申请服务资源的终端加入缓 冲队列:
[0007] (1)在一个时间周期T内,对缓冲队列的长度进行监视,当长度L大于等于2的时 候,进行分组组播控制;
[0008] (2)进行分组组播控制阶段的时候,首先将缓冲队列中的终端按照申请资源类型 进行分组,申请第一种资源的在r。第二种资源的在r,,W此类推,第i中资源的在r;组;
[0009] (3)当分组的中的组员的个数大于2的时候,记录每个分组中组员的速率,如果 速率种类大于等于2,则采用动态规划算法,求出使得用户平均等待时间最短的分组情况, 根据此时的分组状况,在每个子组中W改组中的最低速率广播发送资源,直至所有子组发 送完毕;
[0010] (4)依次遍历每个大的资源组,直至全部终端接收到其申请资源。
[0011] 有益效果
[0012] 本发明提供了一种无线组播最优分组策略,首先是根据终端用户申请资源种类的 分组机制,把申请同一个资源的用户划分为一个大组,依次把所有用户按照资源类型划分 为几个大组;然后在每一个资源组中,再根据速率分组机制,提出来求解最小化用户平均等 待时间的动态规划算法。与现有技术相比,本发明可W明显缩短用户平均等待时间,改善用 户对于移动透明计算的体验性能。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明适用环境移动终端透明计算系统结构示意图;
[0014] 图2为本发明所述组播分组策略流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0016](一)用户平均等待时间的定义说明:
[0017] 如图1所示,假设有n个客户终端向服务器申请资源,用集合表示为C={Ci,C2,… ,c。},其中当i<j时,RCi<RCj.,RCi表示第i个客户终端在无线网络状况下可W接收资源的最 高速率;在申请的所有客户端中,速率种类为i,ia,(L取决于当前无线局域网所采用的标 准),用集合R表示所有客户端的速率种类按升序排列为出1,R2,…,而},集合N表示对应 着每一种速率下终端的个数{Ni,馬,…,NsK假设根据速率分为k个组播子组,R/表示终 端根据速率分组后第i个子组内的最低速率,用M表示子组速率集合出1',…,Rk' },如果 设资源大小为1,则用户平均等待时间
、民1<坟户。
[0018](二)理论原理证明
[0019] 定理1 ;如果服务器W速率R进行数据传输,那么还没有接收到数据的且接受速率 不低于R的接受者,都必须接收W速率R传输的数据。
[0020] 证明;假设有接收者i可接收速率高于R,目前还没有接收到数据,但是不接收W 速率R传输的数据,那么i就必定在要接收W低于R的速率R'传输的数据,如果我们把用 户i的速率从R'移动到R分组中,使用组播传输且不会影响到其他的接收用户,那么此时 至少节省时间D/R(D表示的是数据资源的大小)。
[0021] 引理2 ;(服务器W递减的速率按顺序向不同组播组发送数据)如果服务器向用户 集合iW速率R发送数据,那么像下一个用户集合i+1发送数据的速率必然低于R。
[002引证明;假设服务器W速率而向用户集合i发送数据,W速率Rw向用户集合i+1发 送数据,且Rw>而。则与定理1矛盾,所WRw<而。
[0023] (H)动态规划算法:
[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)如图2所示,具体分组策略的步骤如下:
[0044] 在服务器上实时统计一个时间周期,把所有向服务器申请服务资源的终端加入缓 冲队列:
[0045] (1)在一个时间周期T内,对缓冲队列的长度进行监视,当长度L大于等于2的时 候,进行分组组播控制;
[0046] (2)进行分组组播控制阶段的时候,首先将缓冲队列中的终端按照申请资源类型 进行分组,申请第一种资源的在r。第二种资源的在r,,W此类推,第i中资源的在r;组;
[0047] (3)当分组的中的组员的个数大于2的时候,记录每个分组中组员的速率,如果 速率种类大于等于2,则采用动态规划算法,求出使得用户平均等待时间最短的分组情况, 根据此时的分组状况,在每个子组中W改组中的最低速率广播发送资源,直至所有子组发 送完毕;
[0048] (4)依次遍历每个大的资源组,直至全部终端接收到其申请资源。
[0049]实例1 :
[0050] 在一个时间周期内,共有12个透明移动终端向服务器申请资源,其中2个终端申 请第一种资源,另外10个终端申请第二种资源。第一种资源大小Di=22Mb,第二种资源大小 D2=110Mb,同时申请第一种资源的终端速率均为5. 5M/bps,划分为资源组Ri,申请第二种资 源的终端速率集合为R2= {1,2,5. 5,11},对应的终端个数为N= {1,2, 2, 5},对于资源组尺2, 运用动态规划算法,得出最优分组策略为R2i={n,5. 5},R22={2},R23={1},对于R21分组用 5. 5M/bps速率,R22用2M/bps速率,R23用IM/bps速率传输,可W得到最优的平均等待时间 为48. 5s,然而使用普通单播时,用户平均等待时间为71s。由此可见,利用无线组播分组策 略,有效地缩短了用户的平均等待时间,改善了用户的体验性。
【主权项】
1. 一种无线组播最优分组策略,其特征在于,首先是根据终端用户申请资源种类的分 组机制,把申请同一个资源的用户划分为一个大组,依次把所有用户按照资源类型划分为 几个大组;然后在每一个资源组中,再根据速率分组机制,提出来求解最小化用户平均等待 时间的动态规划算法。2. 根据权利要求1所述的无线组播最优分组策略,其特征在于,在服务器上实时统计 一个时间周期,把所有向服务器申请服务资源的终端加入缓冲队列,具体步骤如下: (1) 在一个时间周期T内,对缓冲队列的长度进行监视,当长度L大于等于2的时候,进 行分组组播控制; (2) 进行分组组播控制阶段的时候,首先将缓冲队列中的终端按照申请资源类型进行 分组,申请第一种资源的在^,第二种资源的在r2,以此类推,第i中资源的在&组; (3) 当&分组的中的组员的个数大于2的时候,记录每个分组中组员的速率,如果速率 种类大于等于2,则采用动态规划算法,求出使得用户平均等待时间最短的分组情况,根据 此时的分组状况,在每个子组中以改组中的最低速率广播发送资源,直至所有子组发送完 毕; (4) 依次遍历每个大的资源组,直至全部终端接收到其申请资源。3. 根据权利要求1或2所述的无线组播最优分组策略,其特征在于,所述用户平均等待 时间为:其中,n表示n个客户终端向服务器申请资源,R/表示终端根据速率分组后 第i个子组内的最低速率,k表示k个组播子组,&表示客户端的速率排在第j位,〇
【专利摘要】本发明公开了一种无线组播最优分组策略,首先是根据终端用户申请资源种类的分组机制,把申请同一个资源的用户划分为一个大组,依次把所有用户按照资源类型划分为几个大组;然后在每一个资源组中,再根据速率分组机制,提出来求解最小化用户平均等待时间的动态规划算法。与现有技术相比,本发明可以明显缩短用户平均等待时间,改善用户对于移动透明计算的体验性能。
【IPC分类】H04L12/813, H04L12/18, H04L12/861
【公开号】CN104917691
【申请号】CN201410085170
【发明人】张尧学, 王国军, 阳旺, 尹换英, 陈建二
【申请人】中南大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年3月10日
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