专利名称：混合型多目标优化组播拥塞控制方法
技术领域：
本发明涉及一种组播拥塞控制方法，特别是混合型多目标优化组播拥塞控制方 法。
背景技术：
文 献“Kwon G I, Byers J W. Smooth multirate multicast congestion control. IEEEINF0C0M March 2003, San Francisco, USA, IEEE Communications Society, 2003 :1022_1032” 公开 了一种组播拥塞控制方法，即 SMCC(Smooth Multicast CongestionControl)控制方法。该方法将单速率机制 TFMCC(TCP Friendly Multicast CongestionControl)引入到分层组播中。首先为每一层选择一个接收端(以下简称CLR)， 某一层的CLR是加入该层的所有接收端中接收能力最弱的接收端；选出CLR后，由CLR的期 望速率控制该层的发送速率；CLR定期发送反馈，非CLR使用具有偏见的随机定时器决定是 否反馈，接收能力越弱的接收端发送反馈的机会越大。文献公开的方法存在“最慢者优先”现象，即各层发送速率倾向于接收能力最弱的 CLR,只有CLR和那些接收能力与CLR相近的接收端能够获得期望的服务速率，其它接收端 的服务需求难以得到满足。主要原因是1、各层速率由CLR控制，而CLR是各层中接收能力最弱的接收端；2、只有CLR能定期发送反馈，接收能力较强的接收端发送反馈机会较小，且不具 有对源端发送速率的控制权。由于组播层数是有限的，随着组规模的增大，“最慢者优先”现象将尤为突出，绝 大多数接收端的服务需求无法得到满足，吞吐量较低。通过仿真，当接收端数目为128个， 每个接收端的期望服务速率在1 20Mbps之间均勻分布时，组播的平均吞吐量在6. 8 7. 2Mbps之间，全局满意度为0. 586。
发明内容
为了克服现有的组播拥塞控制方法平均吞吐量低的不足，本发明提供一种混合型 多目标优化组播拥塞控制方法。该方法将分层组播和单速率组播拥塞控制方法结合起来， 使用单速率方法调节基层速率，使用最优化的方法调节增强层速率，使用等概抽样算法抑 制反馈，可以提高平均吞吐量，平滑发送速率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种混合型多目标优化组播拥塞控 制方法，其特征在于包括下述步骤步骤1 源端启动第t轮，将反馈概率&(0及各层速率值记录在数据包头中，开始 发送第t轮的数据包。步骤2 对于每个接收端，在收到第t轮的第一个数据包时启动定时器Τκ。步骤3 对于每一个接收端，当定时器Tk超时，计算期望服务速率，执行加入/退出 层的操作。
4
是层速率向量，L是最大层数；(b)按照式(4)计算所有样本的全局满意度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)定义目标函数一；Max F1(X(t))＝S(X(t))(5)(d)对于每一层l，计算其速率抖动Dl(X(t))；(e)计算全组速率抖动； <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)定义目标函数二；Max F2(X(t))＝1 D(X(t)) (7)(g)以式(8 10)作为约束条件 <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)求解步骤(3)所建立的多目标优化问题，使用多目标粒子群优化算法对问题求解，设置一组最优的层速率。(5)进入第t+1轮，转入步骤一。FSA00000335949700013.tif,FSA00000335949700014.tif
全文摘要
本发明公开了一种混合型多目标优化组播拥塞控制方法，其目的是解决现有的组播拥塞控制方法平均吞吐量小的技术问题。该方法将分层组播和单速率组播拥塞控制方法结合起来，使用单速率方法调节基层速率，使用最优化的方法调节增强层速率，使用等概抽样算法抑制反馈，使得全局满意度达到最大，改善了传输效率，进而提高了平均吞吐量。当接收端数目为128个，每个接收端的期望服务速率在1～20Mbps之间均匀分布时，组播的平均吞吐量由6.8～7.2Mbps提高到8.5～9.1Mbps，全局满意度由0.586提高到0.742。
文档编号H04L12/56GK101984601SQ20101053473
公开日2011年3月9日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者任清华, 孟相如, 庄绪春, 康巧燕, 钱渊, 马志强, 麻海圆 申请人:中国人民解放军空军工程大学