一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备，属于通信技术领域，包括：S1、QUIC代理服务器根据无线接入点反馈的无线链路状态信息，采用预构建好的最佳ACK发送频率获取模型，得到无线接入点反馈的无线链路状态信息所对应的最佳ACK发送频率；S2、QUIC代理服务器将最佳ACK发送频率的倒数写入QUIC的ACK_FREQUENCY帧的对应字节位后，将ACK_FREQUENCY帧发送至终端设备；S3、终端设备接收到ACK_FREQUENCY帧后，按照ACK_FREQUENCY帧指定的规则将ACK帧发送给内容服务器；S4、内容服务器接收到ACK帧后，启用QUIC连接中的Pacing功能发送业务数据给终端设备；本发明专利技术可以根据无线链路状态信息自适应地选择最优的ACK发送频率，在保证吞吐量的前提下，大大降低了通信开销。开销。开销。

【技术实现步骤摘要】
一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备


[0001]本专利技术属于通信
，更具体地，涉及一种基于QUIC的数据传输控制方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]Google在用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)基础上，提出了快速UDP互联网连接(Quick UDP Internet Connection，QUIC)技术。其关键在于“快速”，与当前追求高速率的无线通信网络相适应。QUIC为提供可靠传输流，也引入了TCP的确认应答机制。由于QUIC传输底层封装为UDP数据包格式并且发送、接收和处理UDP数据可能是CPU密集型的，当QUIC连接中ACK发送频率过高时，使得CPU开销过高，降低了能量受限终端设备的使用时长。另外，对于严重不对称的链路或上下行存在争用的无线链路场景，如长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)、卫星链路和Wi
‑
Fi等，当反向带宽由ACK填充时，数据方向上的连接吞吐量受到限制。当遍历这些链接时，降低ACK的发送频率可以使连接吞吐量进一步扩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于QUIC的数据传输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、当终端设备与内容服务器建立QUIC连接传输业务数据时，QUIC代理服务器根据无线接入点反馈的无线链路状态信息，采用预构建好的最佳ACK发送频率获取模型，得到所述无线接入点反馈的无线链路状态信息所对应的最佳ACK发送频率；所述ACK发送频率为终端设备连续发送两个ACK的间隔中累计接收的ACK诱发包的数量的倒数；S2、QUIC代理服务器将所述最佳ACK发送频率的倒数写入QUIC的ACK_FREQUENCY帧的对应字节位后，将所述ACK_FREQUENCY帧发送至终端设备；S3、终端设备接收到所述ACK_FREQUENCY帧后，按照所述ACK_FREQUENCY帧指定的规则将ACK帧发送给内容服务器；S4、内容服务器接收到所述ACK帧后，启用QUIC连接中的Pacing功能发送业务数据给终端设备；其中，所述最佳ACK发送频率获取模型为强化学习模型，用于学习无线链路状态信息与最佳ACK发送频率之间的隐含关系。2.根据权利要求1所述的基于QUIC的数据传输控制方法，其特征在于，所述无线链路状态信息包括：带宽、时延、丢包率、在途字节数、拥塞窗口大小、重传数据包数量和抖动中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的基于QUIC的数据传输控制方法，其特征在于，所述最佳ACK发送频率获取模型的构建方法，包括：S01、获取T个连续时刻的无线链路状态信息所构成的状态集合S及其对应的动作集合A和奖励集合R；其中，S＝{s0,s1,
…
,s
t
,
…
,s
T
‑1}，A＝{a0,a1,...,a
t
,
…
,a
T
‑1}，R＝{r0,r1,...,r
t
,
…
,r
T
‑1}；0≤t≤T
‑
1；s
t
为第t个时刻的无线链路状态信息；第t个时刻的动作元素a
t
为第t个时刻所作出的ACK发送频率的选择动作；第t个时刻的奖励r
t
为第t个时刻所作出动作a
t
后所获得的奖励；构建T
‑
1个四元组{s
t
,a
t
,r
t
,s
t+1
}，0≤t≤T
‑
2，并存放在经验池E中，设置经验池的容量为M且T
‑
2<M；S02、初始化Q网络的参数ω；初始化动作空间A；初始化目标Q网络的参数为ω；其中，目标Q网络的结构与Q网络的结构完全相同；S03、初始化起始的无线链路状态信息s，初始化动作步数n＝0；S04、在无线链路状态信息s下选择动作a并执行，观测无线链路状态，得到奖励r和新的无线链路状态信息s
′
；S05、判断经验池E已存入的四元组个数是否小于M，若是，则直接转至S07；否则，删除经验池E中离当前时刻最远的g个四元组后，转至步骤S07；其中，g为G个时刻的无线链路状态信息s的方差；S07、将四元组{s,a,r,s
′
}按时间顺序存入经验池E；S08、从经验池E中随机选取任一四元组以为时间差分误差来训练Q网络，采用公式对Q网络参数ω进行更新；其中，λ为输入折扣率；α为学习率；S09、令s＝s'，n＝n+1；S010、判断n是否大于或等于参数更新的间隔D，若是，则转至步骤S011；否则，重复步骤
S04
‑
S09进行训练；S011、利用Q网络的参数ω对目标Q网络的参数进行更新，即S012、任取无线链路状态信息s以及对应的动作a，判断Q(s,a；ω)是否收敛，若是，则操作结束，所得的Q网络即为上述最佳ACK发送频率获取模型；否则，重复步骤S03
‑
S011进行迭代。4.根据权利要求3所述的基于QUIC的数据传输控制方法，其特征在于，基于迭代完成后的所述Q网络，选择使得所述无线接入点反馈的无线链路状态信息所对应的Q值最大的动作下的ACK发送频率，作为所述无线接入点反馈的无线链路状态信息所对应的最佳ACK发送频率。5.根据权利要求3所述的基于QUIC的数据传输控制方法，其特征在于，奖励值基于QUIC传输的有效吞吐量、QoE或QoS确定；当奖励值基于QUIC传输的有效吞吐量确定时，所述奖励r为：其中，goodput
c...

【专利技术属性】
技术研发人员：江涛，刘洋，易思辰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
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