CN107920021B

CN107920021B - 基于蜂窝链路聚合的链路优选方法

Info

Publication number: CN107920021B
Application number: CN201711017980.6A
Authority: CN
Inventors: 陈晨; 乔鹏; 刘乃安; 李晓辉
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2037-10-26
Also published as: CN107920021A

Abstract

本发明公开了一种基于蜂窝链路聚合的链路优选方法，主要解决现有技术蜂窝链路聚合效果差，传输速率慢的问题。其包括：1)获取各路蜂窝链路的状态信息，判断各个链路是否处于故障状态，并将故障链路设为备用链路，其余链路设为主链路；2)监测主链路中各蜂窝模块网络制式情况，优先选择3G和4G网络链路作为主链路；3)通过信号强度对各链路分配带宽，获得各链路的传输带宽b_i及周期内的平均传输速率v_i，计算得到各链路的带宽利用率u_i；4)通过比较每一个定时周期内各链路的带宽利用率u_i与最小带宽利用率m的大小进行主备用链路切换；5)重复上述步骤，直到传输完成。本发明能保证实时选择最优链路，快速高效完成多蜂窝链路聚合的数据传输。

Description

基于蜂窝链路聚合的链路优选方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，提出了一种基于蜂窝链路聚合的链路优选方法，有效提高了多蜂窝链路的聚合效率，实现多蜂窝链路的高效数据传输。

背景技术

在网络技术中，为保证设备间链路的稳定性和可靠性以及提高传输速率，通常采用链路聚合技术，将多条物理链路捆绑成一条逻辑链路，以扩大链路的带宽。同时各条物理链路之间互为冗余备份，在某些链路故障时可切换到其他链路承载业务。

现有的链路聚合方案多用于有线数据交换网络如以太网。由于有线网络的稳定性较高，所以采用简单的链路聚合方案如静态Trunk或者动态LACP等就能达到较好的聚合效果。

随着移动互联网的发展，移动通信网络的信号质量、覆盖范围以及传输速率等都有了很大程度的提高。为了进一步提高移动互联网的数据传输速率、稳定性以及可靠性，采用多移动网络链路聚合技术进行数据传输的方案应运而生。

但是，由于移动互联网受网络覆盖范围、信号强度、信号干扰以及物体遮挡等因素影响，其网络稳定性较差，数据传输的波动较大。如果使用和有线网络相同的链路聚合方案，链路聚合效果会很差，甚至还不如使用单条链路时的传输效果。

因此，如何在移动互联网络中使用链路聚合技术来高效、合理地优选链路并承载数据，以达到较好的聚合效果成为亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于蜂窝链路聚合的链路优选方法，以提高多路蜂窝网络的传输速率。

为实现上述目的，本发明的实现方案包括如下：

(1)获取当前蜂窝链路的详细信息，包括各蜂窝链路网络制式，信号强度，以及链路通断情况；

(2)根据蜂窝链路通断情况，判断是否存在故障链路：若蜂窝链路处于断开状态，则将该蜂窝链路判定为故障链路，并将其设为备用链路；若蜂窝链路连通正常，则将该蜂窝链路判定为非故障链路，并将其设为主链路；

(3)检测主链路中各个主链路的网络制式：若检测到所有主链路的网络制式统一，即均为2G或者3G或者4G时，则将所有主链路进行链路聚合，实现数据传输；若检测到主链路的网络制式不一，即存在2G和3G或2G和4G或3G和4G或2G和3G和4G均存在的情况下，则优先将2G主链路降变为备用链路，将剩余的3G或者4G主链路进行链路聚合；

(4)设定定时器，在一个周期内检测聚合链路中各主链路的信号强度，根据各主链路周期内信号强度参数的均值r_i,i＝1,2,...n,n是主链路总的个数，来为各主链路分配传输带宽b_i,i＝1,2,...,n；并且计算各主链路在定时周期内的平均传输速率v_i,i＝1,2,...,n；

(5)利用步骤(4)获得的每一路主链路的传输带宽b_i以及各主链路在定时周期内的平均传输速率v_i，得到各主链路的带宽利用率；并预先设定最小带宽利用率作为阈值m；

(6)将步骤(5)中得到各主链路带宽利用率u_i与预先设定的阈值m作比较来进行主备用链路的切换：若u_i大于或等于m，则保持该主链路继续传输数据，不做任何改变；若u_i小于m，则断开该主链路的传输，将该主链路降为备用链路；

(7)重复步骤(1)到(6)，直到数据传输完成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1)本发明采用实时监测链路信息以优先选择合适链路作为主链路的方法，有效提高了链路聚合的效率。

2)本发明通过计算定时周期内的各主链路信号强度,可以为聚合链路动态分配合适的传输带宽。

3)本发明将带宽利用率这个数值作为阈值参数，保证了每一条正在传输的主链路带宽利用率都优于最小带宽利用率，提高了传输效率。

附图说明

图1是本发明的应用场景图；

图2是本发明的实现流程图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1，本发明的应用场景是一个多蜂窝链路聚合传输的系统，该系统包括数据源，多网卡设备，蜂窝模块，链路聚合模块以及服务端。数据源经负载均衡后通过多网卡设备分发数据，而多网卡设备中的每一块网卡各与一个蜂窝模块绑定，通过蜂窝模块建立蜂窝链路来转发传输到各网卡上的数据，然后在链路聚合模块通过合路器进行蜂窝链路聚合，将数据发送到服务端。本发明提出的多蜂窝链路聚合的链路优选方法应用于该系统中的链路聚合模块，以实现该场景下多蜂窝链路聚合的高速率，高效率数据传输。

参照图2，本发明的实现流程如下：

步骤1，获取当前蜂窝链路的详细信息。

通过读取蜂窝链路接口获取实时的信号强度，网络制式，以及链路通断情况这些信息。

步骤2，确定主备用链路。

根据蜂窝链路通断情况，判断是否存在故障链路：

若蜂窝链路处于断开状态，则将该蜂窝链路判定为故障链路，并将其设为备用链路；

若蜂窝链路连通正常，则将该蜂窝链路判定为非故障链路，并将其设为主链路。

步骤3，根据主链路网络制式确定是否需要对主链路做改动。

判断主链路中各个主链路的网络制式是否统一：若检测到所有主链路的网络制式统一，即均为2G或者3G或者4G时，则保持现有的主链路不做任何改变；

若检测到主链路的网络制式不一，即存在2G和3G或2G和4G或3G和4G或2G和3G和4G均存在的情况下，再进行判断是否存在2G链路；

若存在2G链路，则将2G主链路降变为备用链路，其余3G和4G主链路保持不变；

若不存在2G链路，则所有的3G或者4G主链路均保持不变。

步骤4，将各主链路通过合路器进行链路聚合。

步骤5，统计一个定时周期内的各主链路信号强度以及传输速率。

5.1)设定定时器周期，并启动定时器；

5.2)在一个周期内检测聚合链路中各主链路的信号强度，是通过读取主链路接口，获取接收信号强度指示RSSI的值作为信号强度参数来表征信号强度的大小。在一个周期结束时统计各主链路在定时周期内信号强度参数的均值r_i,i＝1,2,...n,n是主链路总的个数，并且计算各主链路在定时周期内的平均传输速率v_i,i＝1,2,...,n。

步骤6，为各主链路分配传输带宽。

利用步骤5中统计得到的各主链路周期内信号强度参数的均值r_i为各主链路分配传输带宽b_i,i＝1,2,...,n，其步骤如下：

6.1)求得所有主链路的信号强度参数均值之和

6.2)计算各主链路信号强度参数均值所占总主链路信号强度参数均值之和C的比重：

6.3)求得每一条主链路的传输带宽：b_i＝B×p_i，其中B表示总链路的带宽。

步骤7，计算各主链路的带宽利用率。

利用步骤5获得的各主链路在定时周期内的平均传输速率v_i以及步骤6获得的每一路主链路的传输带宽b_i，由公式

计算得到各主链路的带宽利用率u_i。

步骤8，利用带宽利用率进行主备用链路的切换。

将步骤7中得到各主链路带宽利用率u_i与预先设定的带宽利用率阈值m作比较来进行主备用链路的切换：

若u_i大于或等于m，则保持该主链路继续传输数据，并将定时器清0，进入下一定时周期；

若u_i小于m，则断开该主链路的传输，将该主链路降为备用链路，并返回步骤1。

步骤9，重复上述步骤1到8，直至数据传输完成。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明的内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种基于蜂窝链路聚合的链路优选方法，其特征在于，包括：

(3)检测主链路中各个主链路的网络制式：若检测到所有主链路的网络制式统一，即均为2G或者3G或者4G时，则将所有主链路进行链路聚合，实现数据传输；若检测到主链路的网络制式不一，即存在2G和3G或2G和4G或3G和4G或2G和3G和4G均存在的情况下，则判断是否存在2G链路；若存在2G链路，则将2G主链路降变为备用链路，其余主链路保持不变；若不存在2G链路，则所有主链路均保持不变；

(4)设定定时器，在一个周期内检测聚合链路中各主链路的信号强度，根据各主链路周期内信号强度参数的均值r_i,i＝1,2,...n,n是主链路总的个数，来为各主链路分配传输带宽b_i,i＝1,2,...,n；同时，计算各主链路在定时周期内的平均传输速率v_i,i＝1,2,...,n；

(7)重复步骤(1)到(6)，直到数据传输完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)获取当前链路的详细信息，是通过读取蜂窝链路接口获取实时的信号强度，网络制式，以及链路通断情况这些信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)的链路聚合，是根据网络制式的不同情况，选择不同的主链路通过合路器进行聚合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中检测聚合链路中各主链路的信号强度,是通过读取主链路接口，获取接收信号强度指示RSSI的值作为信号强度参数来表征信号强度的大小。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中根据周期内信号强度参数的均值r_i为各主链路分配传输带宽b_i，按如下步骤进行：

首先，求得所有主链路的信号强度参数均值之和

其中r_i是第i条主链路信号强度参数的均值，n是主链路的总个数；

然后，计算各主链路信号强度参数均值所占总主链路信号强度参数均值之和C的比重：

最后，求得每一条主链路的传输带宽：b_i＝B×p_i，其中B表示总链路的带宽。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)各主链路的带宽利用率u_i,是利用公式

计算得到的。