专利名称：一种端到端多链路并行传输的负载分配方法
技术领域：
本发明涉及无线网络技术领域，特别涉及一种端到端多链路并行传输的负载分配方法。
背景技术：
目前，无线网络中诸多网络技术(如802. 11/802. 16/3GPP/3GPP2等)并存，对异构无线网络技术全IP化的融合及各网络之间的无缝协作的研究成为热点；同时，无线因特网业务以及高速数据业务的迅速发展，使得当前端到端单链路传输技术越来越难以满足用户业务的宽带化、个性化、智能化等需求，因此，通过同时利用多种无线网络技术，实现端到端多链路并行传输是下一代通信网络发展的必然趋势。
基于业务分割进行端到端多链路并行传输的方式能够增加系统的吞吐量，提高无线网络资源利用效率。然而，由于传输过程中，各链路传输时延不同，那么包的先后到达顺序不能够完全符合包的编号顺序，此时先到达的具有靠后编号顺序的数据包将被存储在接收端的缓存中进行等待和重排序，继而产生的重排序时延将使得包到达接收端的时延增加，并导致业务质量下降。因此一个重要而具有挑战性的问题是如何降低接收端由于不同链路的不同传输时延而引起的数据包重新排序时延，从而降低端到端的整体时延。当前，部分研究工作提出通过对协议层的修改，进行数据包重新排序的策略，该类方案对协议改动较大，并且对现有网络架构的影响没有确切分析，使得其可行性概率降低。因此，如何在链路层优化数据包的调度成为解决数据包重排序时延的重要研究方向。
根据每条链路的传输能力调节其负载分配比例，以实现降低数据包到达通信对端后产生的重排序时延的方法可行性较高，对现有网络架构影响小。另一方面，对于每条链路，最小传输单元是一个数据包，每条链路的业务负载应满足整数限制，于是负载分配在理论和实际传输中会存在误差，当该误差超过一定范围时，重排序时延可能不仅得不到有效的降低，反而将影响并降低用户业务体验。
上述误差与业务数据速率密切相关，在业务发生的时间段内，当数据速率发生大幅改变后，在调节多链路间负载分配比例的同时，应该对负载分配在理论和实际传输中会存在误差进行监测，当误差过大时，应该采用其它更加有效的方法，兼顾实施的可行性和降低重排序时延这两方面。
发明内容
(一)要解决的技术问题 针对现有技术的缺点，本发明为了解决现有技术中端到端多链路并行传输负载分配在理论和实际传输中会存在误差的问题，提供了一种端到端多链路并行传输的负载分配方法，在发送数据包之前计算出链路间的负载分配比例，同时对负载分配在理论和实际传输中将会存在并出现的误差进行计算，从而选择适当的链路和比例发送业务数据。
( 二)技术方案 为此，本发明具体地采用如下技术方案进行 首先，本发明提供一种端到端多链路并行传输的负载分配方法，所述方法包括步骤 Si，业务源端收集可用链路信息和业务信息； S2，根据所述可用链路信息和所述业务信息，以所有可用链路均参与数据传输为基础，将业务分割并计算分配在每条链路上的负载比例； S3，根据所述负载比例的计算结果，进一步计算所有链路负载分配的理论值和链路的实际传输值之间的平均误差； S4，判断所述平均误差是否大于系统预先设定的误差门限，若是则执行步骤S5; 否则转至步骤S6 ； S5，所述平均误差超过所述误差门限，业务源端选取可用链路集合的一个最优子集合，将当前业务按最优子集合中每条链路的发送能力的比例进行分割并发送； S6，业务源端根据步骤S2中计算的负载比例将业务分割，并分配给所有可用链路发送。
优选地，所述可用链路是指所述业务源端配备的能够建立数据传输连接的所有网络连接。
优选地，步骤Sl中，所述可用链路信息具体包括链路的最大传输速率、链路的平均传输时延、链路的最大重传次数和链路的误包率。
优选地，步骤Sl中，所述业务信息具体为业务数据的速率需求。
优选地，步骤S2中，所述将业务分割是指将业务数据按最优业务负载均衡方式分成若干部分，各部分由不同的链路并行传输。
优选地，步骤S3中，所述负载分配的理论值是指通过所述最优业务负载均衡方式计算得到的分配在每条链路上的所述负载比例。
优选地，步骤S3中，所述实际传输值是指链路的实际传输能力，与链路的最大传输速率及链路的最小传输单位有关。
优选地，所述系统预先设定的误差门限是指系统根据历史统计信息及业务需求信息作出的经验误差的门限值。
优选地，所述最优子集合是指能够满足业务速率需求的最少链路集合，同时该集合内任一链路的传输性能都优于其它不属于该集合的可用链路。
优选地，步骤S5中，所述将当前业务按最优子集合中每条链路的发送能力的比例进行分割是指对业务的分割比例等同于每条链路最大发送能力之比。
(三)有益效果 本发明提供的端到端多链路并行传输的负载分配方法，通过对负载分配理论值和实际传输值之间的误差和误差门限值之间的对比，根据不同的对比结果采用不同的业务分割方法，能够有效降低当业务源端的数据速率发生大幅改变之后，接收端的重排序时延，从而控制端到端的整体时延，具有较强的实用性。
图1为本发明中端到端多链路并行传输的负载分配方法流程图； 图2为本发明中一种端到端多链路并行传输的实施方式示意图； 图3为本发明中共有三条可用链路的场景下与传统按比例的负载分配方法的重排序时延对比效果图； 图4为上述场景下，按比例分配方式在各种速率情况下的误差率示意图； 图5为上述场景下，传统按比例分配方式与本发明中最优子集合方式对重排序时延进行统计后的对比效果图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对数据业务发展需求，本发明提出了一种适用于降低端到端多链路并行传输的重排序时延的负载分配方法，该方法根据业务数据的速率请求，以及当前获得的可用链路集合的相关信息，在发送数据包之前计算出链路间的负载分配比例，同时对负载分配在理论和实际传输中将会存在并出现的误差进行计算，当误差超过门限值的时候，负载分配方法不采用按比例分配在所有可用链路上，而是采用选取可用链路集合的其中一个最优子集合来承载业务数据的方法，降低重排序时延，从而达到降低端到端时延的目标。因此，本发明在处理由于重排序时延导致端到端时延增加的并行多链路传输，具有很强的自适应性和实用性。具体地，所述方法包括步骤 业务源端(数据发送端)收集可用链路信息和业务信息； 业务源端根据可用链路信息和业务信息，以所有可用链路参与数据传输为基础， 将业务流分割，计算分配在每条链路上的负载比例； 业务源端根据负载比例的计算结果，进一步计算所有链路负载分配的理论值和实际能够传输值之间的平均误差，并将该误差与系统预先设定的误差门限进行比较； 根据比较结果，业务源端将采取不同的发送方案 (1)当平均误差不超过误差门限时，业务源端根据已计算的负载比例将业务分割， 并分配给相应的链路发送； (2)当平均误差超过误差门限时，业务源端选取可用链路集合的一个最优子集合， 将当前业务按最优子集合中每条链路的发送能力的比例进行分割，并分配给相应的链路发送。
本发明针对端到端多链路并行发送时，各链路的负载分配理论值和实际传输值之间的误差可能影响数据接收端的数据包重排序时延，设计了一种与之相适应的负载分配方法，在预先设定的误差门限条件下，通过对负载分配理论值和实际传输值之间的误差和误差门限值之间的对比，根据不同的对比结果采用不同的业务分割方法，能够有效降低当业务源端的数据速率发生大幅改变之后，接收端的重排序时延，从而控制端到端的整体时延， 具有较强的实用性。
实施例1 如图2所示是一种端到端多链路并行传输实施例的示意图，其中假设共有M条可用链路，链路均米用队列传输业务数据包，则本发明的方法针对此实施例的具体执行步骤为 第一步，业务源端收集信息业务每单位时间发送r个数据包，可用链路集合为
权利要求
1.一种端到端多链路并行传输的负载分配方法，其特征在于，所述方法包括步骤Si，业务源端收集可用链路信息和业务信息；S2，根据所述可用链路信息和所述业务信息，以所有可用链路均参与数据传输为基础， 将业务分割并计算分配在每条链路上的负载比例；S3，根据所述负载比例的计算结果，进一步计算所有链路负载分配的理论值和链路的实际传输值之间的平均误差；S4，判断所述平均误差是否大于系统预先设定的误差门限，若是则执行步骤S5 ；否则转至步骤S6 ；S5，所述平均误差超过所述误差门限，业务源端选取可用链路集合的一个最优子集合， 将当前业务按最优子集合中每条链路的发送能力的比例进行分割并发送；S6，业务源端根据步骤S2中计算的负载比例将业务分割，并分配给所有可用链路发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可用链路是指所述业务源端配备的能够建立数据传输连接的所有网络连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl中，所述可用链路信息具体包括 链路的最大传输速率、链路的平均传输时延、链路的最大重传次数和链路的误包率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl中，所述业务信息具体为业务数据的速率需求。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述将业务分割是指将业务数据按最优业务负载均衡方式分成若干部分，各部分由不同的链路并行传输。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述负载分配的理论值是指通过所述最优业务负载均衡方式计算得到的分配在每条链路上的所述负载比例。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述实际传输值是指链路的实际传输能力，与链路的最大传输速率及链路的最小传输单位有关。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统预先设定的误差门限是指系统根据历史统计信息及业务需求信息作出的经验误差的门限值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优子集合是指能够满足业务速率需求的最少链路集合，同时该集合内任一链路的传输性能都优于其它不属于该集合的可用链路。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，所述将当前业务按最优子集合中每条链路的发送能力的比例进行分割是指对业务的分割比例等同于每条链路最大发送能力之比。
全文摘要
本发明涉及无线网络技术领域，提供了一种端到端多链路并行传输的负载分配方法。本发明方法中，通过对负载分配理论值和实际传输值之间的误差和误差门限值之间的对比，根据不同的对比结果采用不同的业务分割方法，能够有效降低当业务源端的数据速率发生大幅改变之后，接收端的重排序时延，从而控制端到端的整体时延，具有较强的实用性。
文档编号H04W28/08GK102186211SQ201110121399
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者王莹, 张平, 袁俊 申请人:北京邮电大学