无线接入网络中主动式拥塞检测的系统和方法_2

文档序号:9893873阅读:来源:国知局
r>[0030]在上述实例中,仅当流的输入速率大于阈值时,向PCD服务器122发送拥塞报警消息。可替代地,例如无线节点等各种网络设备可周期性地测量流的数据速率,并向PCD服务器122发送更新,用于实况监控。该方法采用更多的网络资源规律地发送速率报告。
[0031]特别地,入口服务器114中的流监控器可监控流的输入速率。无论何时流的输入速率大于该流的可配置阈值,从流监控器向PCD服务器122发送含有该流的输入速率的消息。接着,P⑶服务器122请求多个入口服务器114的每一个测量流向相同无线节点126和流向相邻无线节点126的其他流的输入速率。无线节点126也会上报所有相关流的当前频谱效率。对于每个无线节点126,流量k所需要的带宽Bk计算如下。
[0032]Bk = Rk/Sk
[0033]其中,Rk为入口服务器测得的输入速率,Sk为流k的无线信道的频谱效率。如果无线节点126服务的流的整个所需带宽大于其可用带宽,则声明拥塞事件。
[0034]在一个实施例中,利用流量分集设定报警阈值。使用平均速率、有效速率或最新TE优化周期中平均速率的其中一个,来计算无线节点126上的平均资源使用。
[0035 ] Bused = ZkBk= Σ kRk/Sk
[0036]接着,剩余资源Bremain= Btcital-Bused用来计算每个流的阈值。例如,流k可被允许占用带宽Bremain,其为该流提供了附加速率
[0037]Rk, addit1nal — Bremain X Sk
[0038]因此,流k的拥塞报警阈值为Rthreshold= Rk+Rk, addit1nal ο
[0039]有很多处理无线节点126上拥塞的方式。由于期望的是维持高服务质量,在一个实施例中,丢包不视为理想的反应。相反,可采取其他措施,以便利用流量分集和用户分集。根据流的预测数据速率,可重新配置无线节点126的发送参数,例如发送功率、波束成形向量、或载波数目等。
[0040]该方法与基于终端用户TCP确认或无线节点上当前缓冲器状态的先前方法有根本上的不同。与这些早期方法相反,根据公开的实施例的系统和方法,无线节点协调器124具有足够的时间,来提前优化无线节点126的传输参数。因此,在拥塞发生前对其进行避免。
[0041]图2为入口服务器202的实施例的框图。入口服务器202包括深度包检测组件204、报警触发器206、速率监控器208和数据转发组件210。入口服务器202可实现为图1中的入口服务器114。报警触发器206从PCD服务器接收拥塞阈值。入口服务器202从数据源(例如图1中流量源110和112的其中一个)接收数据。数据转发组件210向有线网络(例如图1中有线网络106)中其他路由器(例如,图1中路由器116)转发数据。流量源的数据也被提供到速率监控器208和深度包检测组件204。速率监控器208监控从流量源接收到的数据的数据速率,并将该数据速率提供到报警触发器206。如果速率监控器测量的数据速率超过报警触发器206从PCD服务器已经接收到的阈值,报警触发器206向PCD服务器(例如图1中PCD服务器122)发送拥塞报警。在一个实施例中,PCD服务器基于例如无线链路能力、无线节点的可用资源(例如,可用传输速率)和流量工程优化器的速率分配等各种网络因素,动态地确定阈值。
[0042]在一些实施例中,发送出去的拥塞报警取决于包内容的重要性。例如,利用深度包检测组件204对接收的数据的深度包检测,能够识别高速率是由于重要视频帧(例如MPEG视频流中的I帧)或不那么重要的帧(例如P帧或B帧)。在不那么重要视频帧的情况下,报警触发器206可不发出拥塞报警。如果在无线节点(例如图1中无线节点126)上稍后发生拥塞,无线节点可丢掉不那么重要的包。在一个实施例中,报警触发器向PCD服务器(例如,图1中PCD服务器122)发送拥塞报警,连同数据内容的类型。PCD服务器决定如何进一步处理该报警消息。
[0043]在一个实施例中,预测拥塞有假的概率。为了减少假报警的数量,利用缓冲器状态或无线节点的当前资源利用率。例如,如果当前资源利用率低,无线节点发送更多的数据。这会帮助降低未来包的延迟。因此,减少拥塞的概率。因此,在一个实施例中,向声明PCD月艮务器拥塞的函数加入校正因子。
[0044]图3为在PCD服务器中确定拥塞警报阈值的方法300的实施例的流程图。方法300可在PCD服务器中实现,例如,图1中PCD服务器122。方法300开始于框302,其中PCD服务器确定包括无线节点资源、无线链路资源和/或其他网络资源的资源信息。PCD服务器可从无线节点协调器接收一些或全部资源信息。在一个实施例中,PCD服务器可从流量工程优化器和/或网络控制器接收一些或全部资源信息。资源信息可包括每个无线节点的发送功率、每个无线节点服务的UE的数量、无线节点当前服务的数据类型(例如,视频流、语音流等)等。在框304,PCD服务器根据该资源信息为一个或多个无线节点和/或一个或多个入口服务器设定拥塞警报阈值。设定阈值使得拥塞在无线节点上发生之前,会触发拥塞警报,因此使得流量工程和数据速率能够被调节成防止或减轻潜在的拥塞。不同入口服务器和/或不同无线节点的拥塞警报阈值可能不同。不同类型的网络流量(例如,视频、音频等)或甚至不同类型的具体数据类型(例如,区分较为重要视频数据和较不重要视频数据的不同视频类型)也可具有不同的拥塞警报阈值。在框306,PCD服务器向一个或多个入口服务器发送拥塞警报阈值,在此之后,方法300结束。在一些实施例中,PCD服务器接收并监控资源信息,并且频繁更新阈值。在其他实施例中,PCD服务器接收并监控资源信息,并且频繁更新阈值或仅仅响应于网络条件的实质改变更新阈值,所述网络条件的实质改变例如为其中一个无线节点的丢失、或发送功率的变化或通过无线网络的数据吞吐量超过某一分界线等。在一个实施例中,方法300可在计算机可读介质上存储为计算机可执行指令,并由一个或多个处理器执行。
[0045]图4为确定拥塞警报的方法400的实施例的流程图。方法400可在入口服务器中实现,例如,图1中入口服务器114。方法400开始于框402,其中入口服务器监控数据速率,并且,在一些实施例中,监控入口服务器从流量源接收到的数据的类型。在框404,入口服务器将数据速率与拥塞警报阈值相比较。在框406,入口服务器确定数据速率是否超过该阈值。如果数据速率不超过阈值,不生成拥塞警报,方法400结束。如果数据速率超过阈值,方法400进行到框408,其中入口服务器生成拥塞警报并向PCD服务器发送拥塞警报,在此之后,方法400结束。拥塞警报消息可包括指示数据速率超过阈值多少以及数据流量的类型和/或源的信息。在一个实施例中,当存在不同的流量源时,拥塞警报消息包括导致拥塞警报的流量源的标识。拥塞警报也可包括其他信息,其取决于实施例。在一个实施例中,方法400可在计算机可读介质上存储为计算机可执行指令,并由一个或多个处理器执行。
[0046]图5为响应拥塞警报改变通过网络的流量流的方法500的实施例的流程图。方法500可在PCD服务器中实现,例如,图1中PCD服务器122。方法500开始于框502,其中PCD服务器从入口服务器接收拥塞警报。在框504,PCD服务器确定避免拥塞所采取的动作。可采取的动作的例子包括改变通过网络的流量流,降低网络中各个点的数据速率等。在框506,PCD月艮务器通知流量工程优化器拥塞警报和/或避免拥塞所采取的动作,在此之后,方法500结束。在一个实施例中,PCD服务器并不确定避免拥塞所采取的动作,PCD服务器通知流量工程优化器拥塞警报、接收警报的位置、导致拥塞警报的流量的类型、时间戳、和/或导致拥塞警报的输入流量的数据速率,并且流量工程优化器确定避免或最小化无线节点上拥塞所采取的动作。在一个实施例中,PCD服务器通知流量工程优化器发出拥塞警报的入口服务器的标识。在一个实施例中,方法500可在计算机可读介质上存储为计算机可执行指令,并由一个或多个处理器执行。
[0047]图6为可用于实现本文公开的设备和方法的处理系统600的框图。特定设备可使用示出的所有组件,或组件的仅仅一个子集,集成度可随不同设备而变化。此外,设备可含有组件的多个实例,例如,多个处理单元、处理器、存储器、发送器、接收器等。处理系统600可包括处理单元601,该处理单元配备有一个或多个输入/输出设备、例如,扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、键盘、打印机、显示器等。处理单元601可包括连接到总线640的中央处理单元(CPU)610、存储器620、大容量存储设备630、网络接口 650、1/0接口 660以及天线电路670。处理单元601也包括连接至天线电路的天线元件675。
[0048]总线640可为一个或多个任何类型的几个总线架构,包括存储器总线或存储器控制器,外围总线、视频总线等。CPU610可包括任何类型的电子数据处理器。存储器6
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