基于多径传输的数据包调度方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及数据传输，尤其涉及一种基于多径传输的数据包调度方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着技术的不断发展，现有的移动设备都具有多个网络接入的方式。为了充分利用硬件终端的网络接口，提高端到端的传输速率和传输的稳定性，提高对网络资源的利用率，多路径传输协议成为主流量的研究趋势。基于quic的多路径传输协议mpquic是quic协议的扩展，利用并发多路径传输机制来聚合多路径的资源，当网络出现故障时可做到无感知切换协同传输。

2、在异构无线网络(比如：卫星网络，mesh，5g等)中，由于无线网络信道环境较为恶劣，存在链路随机丢包率较高，链路条件变化较快的问题，此外传输路径的异构性使得各条传输路径在可用带宽、时延和丢包率等特性方面存在比较大的差异。异构无线网络存在的这些问题一方面造成了不能充分利用带宽的问题，另一方面还造成接收端包乱序带来了stream内部阻塞问题，使得mpquic不能达到预期性能而影响用户体验。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于多径传输的数据包调度方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中直接采用mpquic协议进行数据传输不能达到预期性能而影响用户体验的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于多径传输的数据包调度方法，所述方法包括以下步骤：

3、探测异构无线网络中各传输路径的时延估计值、瓶颈带宽、丢包率；

4、根据所述时延估计值、所述瓶颈带宽和所述丢包率确定传输路径的路径质量，以及根据所述瓶颈带宽确定传输路径的发送速率；

5、确定目标流量的传输优先级，并根据所述传输优先级确定目标数据包；

6、基于所述路径质量，将所述目标数据包调度至目标传输路径，使所述目标数据包通过所述目标传输路径以所述发送速率进行传输。

7、可选地，探测异构无线网络中各传输路径的时延估计值，包括：

8、在耦合拥塞控制算法的时延探测阶段，探测传输路径的最小往返时延、最大往返时延、先前时延估计值以及当前往返时延测量值；

9、基于加权因子、所述最小往返时延、所述最大往返时延、所述先前时延估计值以及所述当前往返时延测量值，确定异构无线网络中各传输路径的时延估计值。

10、可选地，根据所述瓶颈带宽确定传输路径的发送速率，包括：

11、在耦合拥塞控制算法的带宽探测阶段，当探测到链路带宽发生改变时，调整平滑周期；

12、基于所述平滑周期对传输路径的流量进行耦合，确定传输路径的速率增益数组；

13、根据所述速率增益数组以及所述瓶颈带宽，确定传输路径的发送速率。

14、可选地，所述根据所述时延估计值、所述瓶颈带宽和所述丢包率确定传输路径的路径质量，包括：

15、确定所述目标流量中流量的总数，以及确定所述目标流量中各流量的待传输字节数；

16、基于所述总数、所述待传输字节数、所述时延估计值、所述瓶颈带宽以及丢包率，确定传输路径的路径质量。

17、可选地，所述基于所述路径质量，将所述目标数据包调度至目标传输路径之前，还包括：

18、根据所述传输优先级确定所述目标流量中的最高优先级流量；

19、基于所述路径质量，依次将所述最高优先级流量的数据包调度至对应的传输路径，使所述最高优先级流量的数据包通过传输路径以所述发送速率进行传输。

20、可选地，所述确定目标流量的传输优先级，并根据所述传输优先级确定目标数据包，包括：

21、根据所述传输优先级确定所述目标流量中的其余优先级流量；

22、确定所述其余优先级流量的数据包的发送优先级；

23、根据所述发送优先级确定目标数据包。

24、可选地，所述确定所述其余优先级流量的数据包的发送优先级，包括：

25、根据所述传输路径的瓶颈带宽确定平均瓶颈带宽；

26、确定所述其余优先级流量的数据包的当前剩余数据包字节数；

27、根据所述平均瓶颈带宽以及所述当前剩余数据包字节数，确定所述其余优先级流量的数据包的发送优先级。

28、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于多径传输的数据包调度装置，所述基于多径传输的数据包调度装置包括：

29、探测模块，用于探测异构无线网络中各传输路径的时延估计值、瓶颈带宽、丢包率；

30、确定模块，用于根据所述时延估计值、所述瓶颈带宽和所述丢包率确定传输路径的路径质量，以及根据所述瓶颈带宽确定传输路径的发送速率；

31、所述确定模块，还用于确定目标流量的传输优先级，并根据所述传输优先级确定目标数据包；

32、调度模块，用于基于所述路径质量，将所述目标数据包调度至目标传输路径，使所述目标数据包通过所述目标传输路径以所述发送速率进行传输。

33、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于多径传输的数据包调度设备，所述基于多径传输的数据包调度设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于多径传输的数据包调度程序，所述基于多径传输的数据包调度程序配置为实现如上文所述的基于多径传输的数据包调度方法的步骤。

34、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于多径传输的数据包调度程序，所述基于多径传输的数据包调度程序被处理器执行时实现如上文所述的基于多径传输的数据包调度方法的步骤。

35、本发明提出的基于多径传输的数据包调度方法、装置、设备及存储介质，通过探测异构无线网络中各传输路径的时延估计值、瓶颈带宽、丢包率；根据所述时延估计值、所述瓶颈带宽和所述丢包率确定传输路径的路径质量，以及根据所述瓶颈带宽确定传输路径的发送速率；确定目标流量的传输优先级，并根据所述传输优先级确定目标数据包；基于所述路径质量，将所述目标数据包调度至目标传输路径，使所述目标数据包通过所述目标传输路径以所述发送速率进行传输。通过上述方式，能够合理利用异构无线网络的特点，通过基于耦合拥塞的控制来提升整体吞吐量，并通过改进的包调度方案来有效减少异构路径带来的包乱序问题，进而缩短流量完成时间，从而实现在异构无线网络中的高效稳定传输。

技术特征：

1.一种基于多径传输的数据包调度方法，其特征在于，所述基于多径传输的数据包调度方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，探测异构无线网络中各传输路径的时延估计值，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述瓶颈带宽确定传输路径的发送速率，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述时延估计值、所述瓶颈带宽和所述丢包率确定传输路径的路径质量，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述路径质量，将所述目标数据包调度至目标传输路径之前，还包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标流量的传输优先级，并根据所述传输优先级确定目标数据包，包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述其余优先级流量的数据包的发送优先级，包括：

8.一种基于多径传输的数据包调度装置，其特征在于，所述基于多径传输的数据包调度装置包括：

9.一种基于多径传输的数据包调度设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于多径传输的数据包调度程序，所述基于多径传输的数据包调度程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的基于多径传输的数据包调度方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于多径传输的数据包调度程序，所述基于多径传输的数据包调度程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于多径传输的数据包调度方法的步骤。

技术总结
本发明属于数据传输技术领域，公开了一种基于多径传输的数据包调度方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：探测异构无线网络中各传输路径的时延估计值、瓶颈带宽、丢包率；根据所述时延估计值、所述瓶颈带宽和所述丢包率确定传输路径的路径质量，以及根据所述瓶颈带宽确定传输路径的发送速率；确定目标流量的传输优先级，并根据所述传输优先级确定目标数据包；基于所述路径质量，将所述目标数据包调度至目标传输路径，使所述目标数据包通过所述目标传输路径以所述发送速率进行传输。通过上述方式，能够在异构无线网络中实现高效稳定传输。

技术研发人员：司马端,钱振洋,郑壮鑫,丁兆雄,罗小辉,吴绍华
受保护的技术使用者：鹏城实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15