通信网络拥塞控制方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本申请公开了一种通信网络拥塞控制方法、装置及电子设备。该方法包括：基于均匀泊松点过程建立了包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端的双层蜂窝网络模型，并基于标准功率损耗传播模型建立信道模型；建立网络拥塞判断模型，以确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态，目标D2D中继为蜂窝网络模型中的多个D2D中继中的任意一个或多个；建立传输速率控制模型，以调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入输出速率来避免网络拥塞。本申请构建的蜂窝网络模型模拟了复杂网络环境下的网络传输情况，方便网络建设者分析不同参数如何影响网络拥塞，从而通过灵活调整基站和D2D中继的输出功率来避免网络拥塞，保证网络稳定。

【技术实现步骤摘要】
通信网络拥塞控制方法、装置及电子设备
本申请涉及通信
，具体涉及一种通信网络拥塞控制方法、装置及电子设备。
技术介绍
近年来，网络在人们的生活中得到了快速的发展和应用，已经是人们生活中不可或缺的一部分。随着世界各国在政治、经济和文化领域的发展，网络在这些领域扮演着重要的角色，例如网络直播、网络音乐、网络视频等，这些网络应用的用户规模与日俱增，这也必将带来网络流量的爆炸式增长。但是，部署在网络架构中的存储转发节点的资源是有限的，爆炸增长的网络流量必然导致网络性能下降，即出现网络拥塞。D2D(Device-to-Device，终端直通)通信被定义为不经过蜂窝基础设施的蜂窝用户设备之间的直接通信，相比于设备通过最近的基站进行通信，基站可能由于高流量负载而导致拥塞，相邻设备之间的直接通信可以带来更高的吞吐量和更低的延迟。这也将有助于减轻回程网络的负载和提高整体网络容量。通过将无线电传输缩小到设备之间的点对点连接，D2D通信可以更好地利用可用频谱。此外，D2D通信还可以带来诸多好处，如公平性、拥塞控制、保证QoS(QualityofService，服务质量)以及增强信号较弱的小区边缘区域的小区覆盖率和吞吐量。近年来，不少专家进行了网络拥塞方向上的研究。为避免Internet路由器主动队列管理中PID(Proportional-Integral-Derivativecontrol，比例-积分-微分控制)参数整定试凑法的盲目性，一些研究人员提出免疫杂交粒子群算法用于PID控制器参数优化，构造一种基于免疫杂交粒子群的智能主动队列PID算法。还有一些研究人员提出了一种基于媒质共享的公平拥塞控制算法，节点根据竞争共享信道时的退避次数计算退避率，据此进一步得出分组丢弃概率，从而能合理控制源节点的分组发送速率，解决共享媒质冲突和拥塞导致的吞吐量下降问题。尽管现有技术中提出了一些拥塞控制方法，但是这些方法只考虑了简单网络环境下的网络拥塞，无法满足复杂网络环境下对网络拥塞进行控制的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的主要目的在于提供了一种通信网络拥塞控制方法、装置及电子设备，用于解决现有的网络拥塞控制方法无法满足复杂网络环境下网络拥塞控制需求的技术问题。依据本申请的第一方面，提供了一种通信网络拥塞控制方法，包括：建立蜂窝网络模型，其中所述蜂窝网络模型中包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端，且每个基站与相距所述基站最近的多个D2D中继构成第一层蜂窝网络，每个D2D中继与相距所述D2D中继最近的多个D2D终端构成第二层蜂窝网络；建立网络拥塞判断模型，以根据所述网络拥塞判断模型确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态，其中所述目标D2D中继为所述蜂窝网络模型中的多个D2D中继中的任意一个或多个；建立传输速率控制模型，以根据所述传输速率控制模型调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入速率和/或数据输出速率来避免网络拥塞。依据本申请的第二方面，提供了一种通信网络拥塞控制装置，包括：蜂窝网络模型建立单元，用于建立蜂窝网络模型，其中所述蜂窝网络模型中包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端，且每个基站与相距所述基站最近的多个D2D中继构成第一层蜂窝网络，每个D2D中继与相距所述D2D中继最近的多个D2D终端构成第二层蜂窝网络；网络拥塞判断模型建立单元，用于建立网络拥塞判断模型，以根据所述网络拥塞判断模型确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态，其中所述目标D2D中继为所述蜂窝网络模型中的多个D2D中继中的任意一个或多个；传输速率控制模型建立单元，用于建立传输速率控制模型，以根据所述传输速率控制模型调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入速率和/或数据输出速率来避免网络拥塞。依据本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：处理器，存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被所述处理器执行时，实现前述通信网络拥塞控制方法。依据本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现前述的通信网络拥塞控制方法。本申请的有益效果是：本申请实施例的通信网络拥塞控制方法，先建立蜂窝网络模型，这里的蜂窝网络模型中包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端，且每个基站与相距基站最近的多个D2D中继构成了第一层蜂窝网络，每个D2D中继与相距D2D中继最近的多个D2D终端构成了第二层蜂窝网络，以此作为复杂网络环境下的双层网络架构；然后建立了网络拥塞判断模型，用以判断目标D2D中继是否可能处于拥塞状态，这里的目标D2D中继为蜂窝网络模型中的多个D2D中继中的任意一个或多个；最后建立了传输速率控制模型，用于根据传输速率控制模型调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入速率和/或数据输出速率，从而来避免网络拥塞。本申请的通信网络拥塞控制方法构建的蜂窝网络模型模拟了复杂网络环境下的网络传输情况，方便网络建设者分析不同参数如何影响网络拥塞，从而通过灵活调整基站和D2D中继的输出功率来避免网络拥塞，保证网络稳定。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本申请一个实施例的通信网络拥塞控制方法的流程图；图2为本申请一个实施例的蜂窝网络模型的结构示意图；图3为本申请一个实施例的单服务窗混合制排队模型的稳定状态示意图；图4为本申请一个实施例的仿真验证效果图；图5为本申请一个实施例的通信网络拥塞控制装置的框图；图6为本申请一个实施例中电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。图1示出了根据本申请一个实施例的通信网络拥塞控制方法的流程示意图，参见图1，本申请实施例的通信网络拥塞控制方法包括如下步骤S110至步骤S130：步骤S110，建立蜂窝网络模型，其中蜂窝网络模型中包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端，且每个基站与相距基站最近的多个D2D中继构成第一层蜂窝网络，每个D2D中继与相距D2D中继最近的多个D2D终端构成第二层蜂窝网络。在进行通信网络拥塞控制时，首先需要构建通信网络的基础架构，例如可以基于均匀泊松点过程(Poissonpointprocess，简称PPP)建立蜂窝网络模型，作为本申请实施例的通信网络的基础架构。如图2所示，提供了本申请实施例的一种蜂窝网络模型的结构示意图，从图2中可以看出，本申请实施例构建的蜂窝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信网络拥塞控制方法，其特征在于，包括：/n建立蜂窝网络模型，其中所述蜂窝网络模型中包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端，且每个基站与相距所述基站最近的多个D2D中继构成第一层蜂窝网络，每个D2D中继与相距所述D2D中继最近的多个D2D终端构成第二层蜂窝网络；/n建立网络拥塞判断模型，以根据所述网络拥塞判断模型确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态，其中所述目标D2D中继为所述蜂窝网络模型中的多个D2D中继中的任意一个或多个；/n建立传输速率控制模型，以根据所述传输速率控制模型调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入速率和/或数据输出速率来避免网络拥塞。/n

【技术特征摘要】
1.一种通信网络拥塞控制方法，其特征在于，包括：
建立蜂窝网络模型，其中所述蜂窝网络模型中包括多个基站、多个D2D中继和多个D2D终端，且每个基站与相距所述基站最近的多个D2D中继构成第一层蜂窝网络，每个D2D中继与相距所述D2D中继最近的多个D2D终端构成第二层蜂窝网络；
建立网络拥塞判断模型，以根据所述网络拥塞判断模型确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态，其中所述目标D2D中继为所述蜂窝网络模型中的多个D2D中继中的任意一个或多个；
建立传输速率控制模型，以根据所述传输速率控制模型调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入速率和/或数据输出速率来避免网络拥塞。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述网络拥塞判断模型确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态包括：
若目标D2D中继的当前存储空间小于预设速率调整阈值，则确定所述目标D2D中继不会处于拥塞状态；
若目标D2D中继的当前存储空间不小于预设速率调整阈值，但小于所述目标D2D中继的最大存储空间，则确定所述目标D2D中继可能处于拥塞状态。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述网络拥塞判断模型确定目标D2D中继是否可能处于拥塞状态还包括：
在目标D2D中继的当前存储空间不小于预设速率调整阈值，但小于所述目标D2D中继的最大存储空间时，利用单服务窗混合制排队模型对所述目标D2D中继当前的数据输入速率和数据输出速率进行分析，得到所述目标D2D中继的拥塞概率。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立传输速率控制模型，以根据所述传输速率控制模型调整可能处于拥塞状态的目标D2D中继的数据输入速率和/或数据输出速率来避免网络拥塞包括：
对每个可能处于拥塞状态的目标D2D中继，确定所述目标D2D中继当前的数据输入速率与数据输出速率，并确定能够避免网络拥塞的所述目标D2D中继的数据输入速率与数据输出速率的调节系数；
根据所述目标D2D中继的数据输入速率与数据输出速率的当前比值，以及所述目标D2D中继的数据输入速率与数据输出速率的调节系数，得到所述目标D2D中继的数据输入速率与数据输出速率的调整后比值；
根据所述目标D2D中继的数据输入速率与数据输出速率的调整后比值，对与所述目标D2D中继最近的基站计算出合适的输出功率，以对所述目标D2D中继当前的数据输入速率进行调整，和/或，对所述目标D2D中继计算出合适的输出功率，以对所述目标D2D中继当前的数据输出速率进行调整，进而确定能够避免网络拥塞的所述目标D2D中继最终的数据输入速率和数据输出速率。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标D2D中继的数据输入速率和数据输出速率通过如下方式得到：
确定所述目标D2D中继所在的第一层蜂窝网络，根据所述第一层蜂窝网络中的基站的输出功率，计算所述基站传输数据到所述目标D2D中继的速率，作为所述目标D2D中继的输入速率；
确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴佳浩，张春磊，许小丰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十六研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33