一种多路径的数据传输方法技术

本发明专利技术提供一种多路径的数据传输方法，包括：通过对每条路径建立排队论模型，评估每条子路径的路径质量，并根据路径质量，动态分配数据到各路径进行传输；获得路径中的链路利用率，根据所述链路利用率与预设的链路拥塞参考阙值的关系进行丢包区分。通过本方法对进行流媒体数据传输，传输速率有明显的提升，传输时延大幅降低，极大的提高了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种多路径的数据传输方法
本专利技术涉及移动无线通信
，更具体地，涉及一种多路径的数据传输方法。
技术介绍
随着移动无线通信技术的发展，车辆自组织网络(VANETs)快速发展。车辆自组织网络是移动自组织网络(MANETs)的一种特殊形式，含有节点移动，网络拓扑无需提前部署动态变化的特性。然而由于实际道路的限制，车辆自组织网络中的节点无法像移动自组织网络中的节点一样随意移动。在车联自组织网络中，车载节点配有大容量的储存空间和超强的计算能力，并且支持多种类型的应用，包括安全检查，交通拥塞控制管理等。除此之外，IEEE已经标准化了802.11p作为802.11协议家族中对车辆自组织网络额扩展协议。可以说，车辆自组织网络在无线通信网络中变得越来越重要。另一方面，基于通信技术的高速发展以及人们对数据传输速度日益增长的需求，多接口和多宿主网络环境变得越来越普通，尤其是在无线网络环境下。现有的移动通信终端已经配置多接口支持多个无线网络接入。多路径传输控制协议(MPTCP)是一种使用多接口用来提高网络资源利用率的新型协议。作为传输控制协议(TCP)的一种扩展，MPTCP在传输层与应用层之间添加了MPTCP层，用来管理和分割数据，将整段数据分割为多个片段，并将片段会通过子流(subflow)使用TCP传输到数据接收方，通过多条子流并行传输的方式提高的传输速率。虽然车辆自组织网络的车载节点是安装有大量储存节点和超强计算能力的设备，但是无线链路的不稳定性和带宽的限制，使得传输效率大幅降低。在实际传输中还是会遇到许多挑战。由于节点的移动性，网络拓扑高度变化，会造成链路中断的情况发生，使得数据无法进行传输造成数据丢包；此外，由于网络带宽的限制，网络发生拥塞也会造成数据包丢失；而无线链路底层因噪声等问题造成数据失真也会造成数据丢包，降低传输速率。因此，如何更准确、快速地得到数据包丢失的原因，对于移动无线通信网络的数据传输具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的多路径的数据传输方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种多路径的数据传输方法，包括：通过对每条路径建立排队论模型，评估每条子路径的路径质量，并根据路径质量，动态分配数据到各路径进行传输；获得路径中的链路利用率，根据所述链路利用率与预设的链路拥塞参考阙值的关系进行丢包区分。优选地，所述根据所述链路利用率与预设的链路拥塞参考阙值的关系进行丢包区分的步骤包括：当路径的链路利用率不小于预设的链路拥塞参考阙值时，判断丢包为拥塞丢包；以及当路径的链路利用率小于预设的链路拥塞参考阙值时，通过发送作为评价路径可靠性的探针，根据是否在预设时间内收到对所述探针回复，判断丢包为随机丢包或链路中断引起的丢包。优选地，所述多路径的数据传输方法还包括：设计基于丢包区分的NR-SACK机制，将中断链路上未被确认的数据进行重传。优选地，所述通过对每条路径建立排队论模型，评估每条子路径的路径质量，并根据路径质量，动态分配数据到各路径进行传输的步骤，包括：将每一条路径标准化为排队论模型，将数据在发送端缓存区的排队时间作为每条路径的路径质量；确定每一条路径对应的排队时间，对各路径对应的排队时间进行升序排列，将数据依次分发到各路径上。优选地，所述获得路径的链路利用率的步骤，包括：对获得的路径中的测试带宽进行平滑处理，获得平滑处理后的测试带宽；根据所述路径的拥塞窗口值和最小往返时延的商，获得所述路径的理论最大传输速率；根据所述平滑处理后的测试带宽和理论最大传输速率的商，获得该路径的链路利用率。优选地，当判断丢包为拥塞丢包时，所述丢包区分的步骤还包括：调整拥塞窗口呈加性增长；当判断丢包为随机丢包时，所述丢包区分的步骤还包括：在原路径对丢包的数据进行重传；当判断丢包为链路中断引起的丢包时，所述丢包区分的步骤还包括：将该路径的拥塞窗口置0，将中断链路上未发送的数据转移到其他未中断的链路上。优选地，所述确定每一条路径对应的排队时间的步骤，具体包括：对任意一条路径，根据该路径第k次评估拥塞窗口的大小和第k次服务时间的商，获得第k次数据传输速率；根据第k次数据到达速率和数据传输速率的商，作为服务强度；根据第k次ACK接收时间的服务强度、数据到达速率、路径的服务时间的期望以及从初始至第k次服务时间的平均值，获得该路径对应的排队时间。优选地，所述获得平滑处理后的测试带宽的步骤，包括：将第k次和第k-1次ACK接收时刻的时间差，作为第k次服务时间；根据第k次服务时间以及在第k次和第k-1次ACK接收时刻的间隔内所接收到的数据量，获得第k次ACK接收时刻的测试带宽；根据第k-1次和第k次ACK接收时刻的测试带宽、第k-1次ACK接收时刻的测试带宽以及第k次ACK接收时刻的平滑因子，获得平滑处理后的第k次ACK接收时间的测试带宽。优选地，所述将中断链路上未发送的数据转移到其他未中断的链路上的步骤，还包括：继续在该中断链路上发送探针；当发送端接收到所述接收端对所述探针的回复时，将该路径的拥塞窗口置1，并按照AIMD机制进行增长。优选地，所述路径对应的排队时间的计算公式为：其中，Wi,k表示数据在第i条路径中发送前的等待时间；λi,k表示数据到达速率；ρi,k表示服务强度；E(Ti,n2)表示路径i的服务时间的期望；表示路径i上服务时间的平均值。本申请提出提出的一种多路径的数据传输的方法，包括：建立基于排队论的多路径数据分配模型，根据不同路径的质量合理分配数据进行传输；针对不同种类的丢包进行区分并采取相应的措施：当网络拥塞造成数据丢包时，采用基于测量可用带宽的方法来判断网络拥塞情况，从而进行拥塞控制；当链路因终端移动而不可通信中断时，设计链路可靠性探测选项，判定链路可靠性，并在链路中断的情况下对中断链路上的数据进行转移切换；设计针对移动环境下的不可丢弃的选择确认机制的数据重传策略，提高重传速率，加快数据向上递交的速率。通过本方法对进行流媒体数据传输，传输速率有明显的提升，传输时延大幅降低，极大的提高了用户体验。附图说明图1为根据本专利技术实施例的探针的数据结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的多路径的数据传输系统的结构示意图；图3为根据本专利技术实施例的根据数据在路径中发送前的等待时间分配路径的方法的流程示意图；图4为根据本专利技术实施例的多路径的数据传输方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。由于节点的移动性，网络拓扑高度变化，会造成链路中断的情况发生，使得数据无法进行传输造成数据丢包；此外，由于网络带宽的限制，网络发生拥塞也会造成数据包丢失；而无线链路底层因噪声等问题造成数据失真也会造成数据丢包，降低传输速率。在已有的车辆自组织网络的研究中，专家学者多从数据链路层以及网络层出发，通过计算丢包概率、节点连接概率以及评估各个节点的质量选择下一跳路径的方式来规避无线链路的节点移动性以及拓扑高度变化的特性。现有从底层研究的方式，只能解决链路中断的问题，数据传输效率低这个问题也没有得到很好的解决。为了克服现有技术的上述问题，本专利技术实施例提供一种多链路的数据传输方法，为了便于理解，在此先对本实施例及后续实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路径的数据传输方法，其特征在于，包括：通过对每条路径建立排队论模型，评估每条子路径的路径质量，并根据路径质量，动态分配数据到各路径进行传输；获得路径中的链路利用率，根据所述链路利用率与预设的链路拥塞参考阙值的关系进行丢包区分。

【技术特征摘要】
1.一种多路径的数据传输方法，其特征在于，包括：通过对每条路径建立排队论模型，评估每条子路径的路径质量，并根据路径质量，动态分配数据到各路径进行传输；获得路径中的链路利用率，根据所述链路利用率与预设的链路拥塞参考阙值的关系进行丢包区分。2.如权利要求1所述的多路径的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述链路利用率与预设的链路拥塞参考阙值的关系进行丢包区分的步骤包括：当路径的链路利用率不小于预设的链路拥塞参考阙值时，判断丢包为拥塞丢包；以及当路径的链路利用率小于预设的链路拥塞参考阙值时，通过发送作为评价路径可靠性的探针，根据是否在预设时间内收到对所述探针回复，判断丢包为随机丢包或链路中断引起的丢包。3.如权利要求2所述的多路径的数据传输方法，其特征在于，还包括：设计基于丢包区分的NR-SACK机制，将中断链路上未被确认的数据进行重传。4.如权利要求1所述的多路径的数据传输方法，其特征在于，所述通过对每条路径建立排队论模型，评估每条子路径的路径质量，并根据路径质量，动态分配数据到各路径进行传输的步骤，包括：将每一条路径标准化为排队论模型，将数据在发送端缓存区的排队时间作为每条路径的路径质量；确定每一条路径对应的排队时间，对各路径对应的排队时间进行升序排列，将数据依次分发到各路径上。5.如权利要求1所述的多路径的数据传输方法，其特征在于，所述获得路径的链路利用率的步骤，包括：对获得的路径中的测试带宽进行平滑处理，获得平滑处理后的测试带宽；根据所述路径的拥塞窗口值和最小往返时延的商，获得所述路径的理论最大传输速率；根据所述平滑处理后的测试带宽和理论最大传输速率的商，获得该路径的链路利用率。6.如权利要求2所述的多路径的数据传输方法，其特征在于，当判断丢包为拥塞丢包时，所述丢包区分的步骤还包括：调整拥塞窗口呈加性增长；当判断丢包为随机丢包时，所述丢包区分的步骤还包括：在原路径对丢包的数据进行重传；当判断丢包为链路中断引起的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许长桥，朱丹阳，关建峰，刘杨，王熙凤，周赞，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11