CN110856216A - 用于4g/5g高速网络的拥堵数据优先级判断方法 - Google Patents

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刘雨
王晶
关勇
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吴玉琪
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Abstract

用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，属于无线通信网络技术领域，本发明为解决现有4G/5G网络存在网络延迟和阻塞的问题。本发明上位机根据用户设备反馈的信道质量指示CQI获得最大传输速率和包头时延，计算获得加权系数；根据4G/5G网络传输设置传输控制协议TCP的队列长度和窗口大小；上位机通过用户设备的反馈数据获得当前传输速率；根据TCP的窗口大小获得吞吐量；根据TCP的队列长度、当前传输速率和吞吐量建立调度模型；根据调度模型和加权系数计算优先级权重，根据优先级权重的大小判断优先级，优先级权重大的用户优先级高，优先级高的用户优先分配资源块。本发明用于根据流的种类区分优先级进行调度。

Description

用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法
技术领域
本发明涉及一种拥堵数据优先级判断方法，属于无线通信网络技术领域。
背景技术
网络技术已经成为现代生产和生活中不可缺少的技术，随着网络科技的不断发展，网络从1G网络到5G网络，网络速度在不断的提升。4G/5G网络是以高速数据业务承载为主要任务的新一代网络，随着大规模网络的建设部署，许多重要区域已基本完成，4G/5G网络已由大规模建设阶段进入精细化运营的发展阶段，网络质量性能的优劣直接关系到客户使用感知，是助力市场发展的关键要素之一。持续推动4G/5G网络系统的优化分析，并不断总结经验、完善解决方案，是提高网络性能，提升客户端业务感知的重要工作，对推动4G/5G网络的应用与发展具有重要意义。
从4G网络的应用现状来看，在网络接入、网络掉线与时延等方面还有很多的问题，5G网络依然存在这些问题，因此对4G/5G网络进行优化分析并提出相应解决方案是当前最为关键的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有4G/5G网络存在网络延迟和阻塞的问题，提供了一种用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法。
本发明所述用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，该优先级判断方法的具体过程为：
S1、上位机根据用户设备反馈的信道质量指示CQI获得最大传输速率和包头时延，计算获得加权系数；
S2、上位机根据4G/5G网络传输设置传输控制协议TCP的队列长度和窗口大小；上位机通过用户设备的反馈数据获得当前传输速率；
上位机根据TCP的窗口大小获得吞吐量；
S3、上位机根据TCP的队列长度、当前传输速率和吞吐量建立调度模型；
S4、上位机根据S3获得的调度模型和S1获得的加权系数计算优先级权重，根据优先级权重的大小判断优先级，优先级权重大的用户优先级高，优先级高的用户优先分配资源块。
优选的，S1所述包头时延的获取方法为：
采用TCPDump查询用户数据包在缓存队列中的等待时延，当用户数据包的等待时延超过时延门限时，该用户数据包被丢弃。
优选的，S1所述加权系数的计算方法为：
Figure BDA0002291465900000021
其中：S表示加权系数，V表示最大传输速率，T表示包头时延。
优选的，S2所述上位机根据TCP的窗口大小获得吞吐量的具体方法为：
Figure BDA0002291465900000022
其中：M表示吞吐量，W表示TCP的窗口大小，C表示数据包时延。
优选的，S3所述建立的调度模型为：
Figure BDA0002291465900000023
其中：P表示调度模型，L表示TCP的队列长度，F表示当前传输速率。
优选的，S4所述优先级权重的计算方法为：
根据调度模型计算业务流权重：
Figure BDA0002291465900000024
其中，z表示调度模型P的系数，N表示高优先级用户的总数据量；
优先级权重A：
Figure BDA0002291465900000025
本发明的优点：本发明提出的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，在用户终端借助数据链路层的CQI机制，获取信道信息，根据最大传输速率和包头时延来计算加权系数，根据队列长度、当前传输速率和吞吐量等信息建立数学模型并计算出优先级权重，根据用户的优先级权重大小，把相对应的资源块分配给最高优先级的用户。
本发明提出的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，能够区分出业务流的优先级，根据业务流的优先级，能够有效提高吞吐量等QoS(Quality of Service，服务质量)性能指标。在不影响信道质量的前提下，能够根据多媒体业务的服务质量需求，根据流的种类区分优先级进行调度，提供QoS保障。
附图说明
图1是本发明所述用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，该优先级判断方法的具体过程为：
S1、上位机根据用户设备反馈的信道质量指示CQI获得最大传输速率和包头时延，计算获得加权系数；
S2、上位机根据4G/5G网络传输设置传输控制协议TCP的队列长度和窗口大小；上位机通过用户设备的反馈数据获得当前传输速率；
上位机根据TCP的窗口大小获得吞吐量；
S3、上位机根据TCP的队列长度、当前传输速率和吞吐量建立调度模型；
S4、上位机根据S3获得的调度模型和S1获得的加权系数计算优先级权重，根据优先级权重的大小判断优先级，优先级权重大的用户优先级高，优先级高的用户优先分配资源块。
本实施方式中，CQI是信道质量的信息指示，代表当前信道质量的好坏，和信道的信噪比大小相对应，取值范围0～31。CQI取值为0时，信道质量最差；CQI取值为31时，信道质量最好。一般常见的取值为12～24。CQI通过用户设备(UE)反馈获得，用户设备在使用环境下的最大下载速率即为最大传输速率。
本实施方式中，传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
S1所述包头时延的获取方法为：
采用TCPDump查询用户数据包在缓存队列中的等待时延，当用户数据包的等待时延超过时延门限时，该用户数据包被丢弃。
本实施方式中，TCPDump是Linux的网络数据采集分析工具，可以将数据包完全截获下来进行分析。
S1所述加权系数的计算方法为：
Figure BDA0002291465900000041
其中：S表示加权系数，V表示最大传输速率，T表示包头时延。
S2所述上位机根据TCP的窗口大小获得吞吐量的具体方法为：
其中：M表示吞吐量，W表示TCP的窗口大小，C表示数据包时延。
S3所述建立的调度模型为：
Figure BDA0002291465900000043
其中：P表示调度模型，L表示TCP的队列长度，F表示当前传输速率。
S4所述优先级权重的计算方法为：
根据调度模型计算业务流权重：
Figure BDA0002291465900000044
其中，z表示调度模型P的系数，N表示高优先级用户的总数据量；
优先级权重A：
Figure BDA0002291465900000045
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (6)

1.用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，其特征在于，该优先级判断方法的具体过程为：
S1、上位机根据用户设备反馈的信道质量指示CQI获得最大传输速率和包头时延，计算获得加权系数；
S2、上位机根据4G/5G网络传输设置传输控制协议TCP的队列长度和窗口大小；上位机通过用户设备的反馈数据获得当前传输速率；
上位机根据TCP的窗口大小获得吞吐量；
S3、上位机根据TCP的队列长度、当前传输速率和吞吐量建立调度模型；
S4、上位机根据S3获得的调度模型和S1获得的加权系数计算优先级权重，根据优先级权重的大小判断优先级，优先级权重大的用户优先级高，优先级高的用户优先分配资源块。
2.根据权利要求1所述的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，其特征在于，S1所述包头时延的获取方法为：
采用TCPDump查询用户数据包在缓存队列中的等待时延，当用户数据包的等待时延超过时延门限时，该用户数据包被丢弃。
3.根据权利要求1或2所述的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，其特征在于，S1所述加权系数的计算方法为：
Figure FDA0002291465890000011
其中：S表示加权系数，V表示最大传输速率，T表示包头时延。
4.根据权利要求3所述的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，其特征在于，S2所述上位机根据TCP的窗口大小获得吞吐量的具体方法为：
Figure FDA0002291465890000012
其中：M表示吞吐量，W表示TCP的窗口大小，C表示数据包时延。
5.根据权利要求4所述的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，其特征在于，S3所述建立的调度模型为：
Figure FDA0002291465890000021
其中：P表示调度模型，L表示TCP的队列长度，F表示当前传输速率。
6.根据权利要求5所述的用于4G/5G高速网络的拥堵数据优先级判断方法，其特征在于，S4所述优先级权重的计算方法为：
根据调度模型计算业务流权重：
Figure FDA0002291465890000022
其中，z表示调度模型P的系数，N表示高优先级用户的总数据量；
优先级权重A：
Figure FDA0002291465890000023
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