基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法和裝置，屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，所述方法包括：從傳輸段的起點(diǎn)開(kāi)始，按時(shí)間先后順序?qū)?shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)計(jì)算到達(dá)斜率，對(duì)數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)計(jì)算截止斜率，并更新最小到達(dá)斜率和最大截止斜率rmax；當(dāng)檢測(cè)到小于等于rmax時(shí)，和rmax二者中對(duì)應(yīng)時(shí)間靠前的為該傳輸段的傳輸速率，相應(yīng)的數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)或的數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)為下一傳輸段的起點(diǎn)；按照上述過(guò)程依次找出各個(gè)傳輸段及其傳輸速率；根據(jù)得到的傳輸段及其傳輸速率進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法能夠?qū)崿F(xiàn)最低能耗傳輸。
【專利說(shuō)明】
基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)線通信領(lǐng)域，特別是指一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在能源日益緊張的背景下，追求較高的能量效率是無(wú)線通信發(fā)展的一個(gè)重要目 標(biāo)，而低能耗數(shù)據(jù)包傳輸是實(shí)現(xiàn)未來(lái)無(wú)線通信較高能量效率的關(guān)鍵部分。對(duì)于給定大小的 數(shù)據(jù)包，傳輸速率越小，傳輸時(shí)間越長(zhǎng)，相應(yīng)的傳輸能耗就越小。下面將WAWGN(Additive White Gaussian Noise,高斯白噪聲）傳輸信道為例，結(jié)合香農(nóng)定理說(shuō)明W上結(jié)論。
[0003] 在給定信道帶寬B及噪聲功率譜密度N。的情況下，香農(nóng)定理描述了信道容量即可 達(dá)的傳輸速率R與信號(hào)功率P的關(guān)系，如下式所示：
[0004]
陽(yáng)0化]其中λ為路徑損耗因子。從上式中可W得知，在要求的傳輸速率R下，信號(hào)功率 P(R)可W表示為：
[0006]
[0007] 從上式可知，對(duì)于一個(gè)給定大小為1的數(shù)據(jù)包，如果傳輸速率為R，所需傳輸時(shí)間 為1/R，傳輸能耗E(R)為：
[0008]
[0009] 可W看出，傳輸速率越小，傳輸能耗就越低，且能耗是關(guān)于速率的下凸函數(shù)。除了 AWGN傳輸信道，運(yùn)個(gè)結(jié)論對(duì)一般情況下的其它信道均成立。因此，對(duì)于單個(gè)數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)節(jié) 能傳輸需要盡可能降低傳輸速率，即延長(zhǎng)傳輸時(shí)間。然而，對(duì)于任何一個(gè)給定的數(shù)據(jù)包，傳 輸速率不能任意小，即傳輸時(shí)間不能無(wú)限制地長(zhǎng)。一方面，數(shù)據(jù)包只有在到達(dá)之后才可W 傳輸，并且由于時(shí)延的限制數(shù)據(jù)包必須在截止時(shí)刻之前傳輸完畢；另一方面，如果傳輸某個(gè) 數(shù)據(jù)包占用了大量時(shí)間，就會(huì)使得隨后的數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)間很短，運(yùn)可能反而會(huì)增加整體傳 輸能耗。對(duì)于一系列數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)較低的傳輸能耗需結(jié)合數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻、截止時(shí)刻和數(shù)據(jù) 包大小進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度。
[0010] 針對(duì)具有不同到達(dá)時(shí)刻及不同截止時(shí)刻的一系列大小不同的數(shù)據(jù)包，考慮低能耗 傳輸調(diào)度。圖1結(jié)合累積曲線給出了典型的場(chǎng)景示例下稱問(wèn)題場(chǎng)景），累積曲線包括到 達(dá)曲線A(t)、截止曲線D(t)、W及傳輸曲線C(t)，其分別描述了在不同時(shí)刻已經(jīng)達(dá)到的數(shù) 據(jù)量、已經(jīng)截止的數(shù)據(jù)量、W及已經(jīng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)包到達(dá)和截止，但卻按連 續(xù)比特傳輸，因此傳輸曲線和截止曲線呈現(xiàn)出非連續(xù)的階梯上升，而傳輸曲線隨時(shí)間呈現(xiàn) 出連續(xù)遞增現(xiàn)象。顯然，數(shù)據(jù)包在到達(dá)之前不能傳輸，即傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不能超過(guò)已經(jīng)到達(dá)的 數(shù)據(jù)量，稱之為到達(dá)約束C(t)《A (t);同時(shí)，數(shù)據(jù)包在截止之前必須被傳輸完畢，即傳輸?shù)?數(shù)據(jù)量不能低于已經(jīng)截止的數(shù)據(jù)量，稱之為截止約束c(t) > D(t)。
[0011] 在圖1中，傳輸速率等于傳輸曲線的一階導(dǎo)數(shù)，即R(t) = C'（t)，傳輸速率控制調(diào) 度等價(jià)于尋找一條節(jié)能的傳輸曲線，如下式所示：
[0012]
陽(yáng)〇1引并需要滿到達(dá)和截止約束（'(/-)<.4(0 片1；/<主.,)。
[0014] 記數(shù)據(jù)包的數(shù)目為N，對(duì)第η個(gè)數(shù)據(jù)包，其到達(dá)時(shí)刻為ζ，截止時(shí)刻為么，數(shù)據(jù)包大 小為1。。設(shè)所有數(shù)據(jù)包按編號(hào)順序先后到達(dá)及先后截止，即：
[0015]
[0016] 其中，馬+1僅代表最后一個(gè)數(shù)據(jù)包的截止時(shí)刻公，即整個(gè)傳輸?shù)慕刂箷r(shí)刻，而 并非是一個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻，而么僅代表第一個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻奪，即整個(gè)傳輸 的開(kāi)始時(shí)刻，而并不是某個(gè)數(shù)據(jù)包的截止時(shí)刻。第η及η+1個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻的 時(shí)間間隔用或來(lái)表示，即是二-ξ，第η-1個(gè)及第η個(gè)數(shù)據(jù)包的截止時(shí)刻的時(shí)間間 隔用么來(lái)表示，即4=么，是之間及4之間可能具有不同的大小，但是它們滿足
另外，4,=么-ξ表示第η個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻與截止時(shí)刻間的 時(shí)間間隔，其是第η個(gè)數(shù)據(jù)包的最大允許傳輸區(qū)間。
[0017] 記數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)為(ξ，4ξ-))，數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)為(至，，公(刮)，其中
1同時(shí)設(shè)A(t)在數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)W及D(t)在數(shù)據(jù)包 截止點(diǎn)均為右連續(xù)?？紤]一個(gè)介于到達(dá)曲線和截止曲線之間的參考點(diǎn)（tfw，CfJ，稱參 考點(diǎn)與數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)W ?連線的斜率為到達(dá)斜率，而參考點(diǎn)與數(shù)據(jù) 包截止點(diǎn)?厶，〇U,iW 的連線斜率為截止斜率。定義數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合為 f =指ξ，…涼馬J，數(shù)據(jù)包截止時(shí)刻集合為1 =記，直，去，…，赴}。為了方便描述，設(shè)數(shù)據(jù) 包到達(dá)時(shí)刻與數(shù)據(jù)包截止時(shí)刻均不重合，即對(duì)任意1《k，n《Ν滿足4 *么（此條件只 是為了方便描述，但并不作為本發(fā)明應(yīng)用的一個(gè)限制）。此外，N個(gè)數(shù)據(jù)包所有到達(dá)時(shí)刻 和截止時(shí)刻構(gòu)成集合Τ =挺也···，％}-并滿足ti< t2<w< tzN，在圖1中，耳=!〇， % .:=:?，. ；'3 =么，…，^2N ~Ln~ ^N+l °
[001引對(duì)于上述問(wèn)題場(chǎng)景，一般有如下兩種傳輸方案：
[0019] 現(xiàn)有技術(shù)一：根據(jù)數(shù)據(jù)包的截止時(shí)刻的時(shí)間間隔進(jìn)行傳輸，運(yùn)是一種很直觀的數(shù) 據(jù)包傳輸調(diào)度策略，在運(yùn)種方案下，每個(gè)數(shù)據(jù)包在上一個(gè)數(shù)據(jù)包截止后才開(kāi)始傳輸，并且在 該數(shù)據(jù)包截止時(shí)刻正好傳完，即1。的數(shù)據(jù)量在4的時(shí)間內(nèi)傳輸。如此，第η個(gè)數(shù)據(jù)包即時(shí) 刻么至玄的傳輸速率可W表示為下式所示。
[0020]
[0021] 該方案中，根據(jù)數(shù)據(jù)包的截止時(shí)刻的時(shí)間間隔進(jìn)行傳輸調(diào)度的算法具有較低的復(fù) 雜度，然而其并不能保證較低的傳輸能耗，尤其是在各個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸速率差異較大的情況 下所需傳輸能耗與最小傳輸能耗之間的差距較大。
[0022] 現(xiàn)有技術(shù)二：
[0023] 為了實(shí)現(xiàn)最低能耗數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度，M.A.Zafer等人證明了最低能耗傳輸曲線 C〇Pt(t)應(yīng)該是WA(t)及D(t)為邊界，W (ti'Q)及為端點(diǎn)的具有最短長(zhǎng)度的曲 線。根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短的理論，最低能耗傳輸曲線應(yīng)該是由一系列線段組成，且各條線 段的端點(diǎn)均位于A (t)及D(t)上，相鄰線段首尾相接。實(shí)現(xiàn)最低能耗傳輸調(diào)度的關(guān)鍵是找 到每一條線段的起點(diǎn)及斜率（每一條線段的終點(diǎn)其實(shí)就是下一條線段的起點(diǎn)）。設(shè)傳輸曲 線被分成Μ個(gè)傳輸段（即線段），記第m傳輸段的起點(diǎn)為（Tm，Lm)，其斜率即為傳輸速率Rm。 針對(duì)W下兩個(gè)子場(chǎng)景給出了最低能耗傳輸調(diào)度的具體實(shí)現(xiàn)算法：子場(chǎng)景一考慮所有數(shù)據(jù)包 仍具有不同的到達(dá)時(shí)刻，但有共同的截止時(shí)刻；子場(chǎng)景二考慮所有數(shù)據(jù)包有相同的到達(dá)時(shí) 亥IJ，但具有不同的截止時(shí)刻。下面將對(duì)運(yùn)兩個(gè)子場(chǎng)景的最低能耗傳輸方案進(jìn)行介紹。
[0024] 在子場(chǎng)景一中，T = f且。對(duì)于C°pt(t)的第一傳輸段，設(shè)置起點(diǎn)為化，Li)= 扣，0)，連接該點(diǎn)及各個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)(4,沖,,）)也> T 1)并計(jì)算出各到達(dá)斜率，記最小到 達(dá)斜率為第一傳輸段的傳輸速率Ri，相應(yīng)的數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)為第一傳輸段的終點(diǎn)即第二傳輸 段的起點(diǎn)。同理，對(duì)于第m傳輸段，連接起點(diǎn)（Tm，U及(t">Tm)各點(diǎn)并計(jì)算出到 達(dá)斜率，記最小斜率為第m傳輸段的傳輸速率，相應(yīng)的數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)為第m傳輸段的終點(diǎn)即 第m+1傳輸段的起點(diǎn)。不斷重復(fù)W上過(guò)程，直至最后一個(gè)傳輸段的傳輸終點(diǎn)， 便得到整個(gè)傳輸曲線。該算法具體描述為下式所示。 陽(yáng)0巧]
[0026] 對(duì)于圖2 (a)中5個(gè)數(shù)據(jù)包的情況，最低能耗傳輸曲線包含兩個(gè)傳輸段，即Μ = 2， 其中第1，2個(gè)數(shù)據(jù)包作為第1傳輸段，第3,4, 5個(gè)數(shù)據(jù)包作為第2傳輸段。
[0027] 在子場(chǎng)景二中，= 1且^。=么_1。對(duì)于C°Pt(t)的第一傳輸段，設(shè)置起點(diǎn)為化山） =扣，0)，連接該點(diǎn)及各個(gè)數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)(而，〇(0) (t">Ti)并計(jì)算出各截止斜率，記最 大截止斜率為第一傳輸段的傳輸速率Ri，相應(yīng)的數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)為第一傳輸段的終點(diǎn)即第 二傳輸段的起點(diǎn)。同理，對(duì)于第111傳輸段，連接起點(diǎn)（1"，1〇及^'',,,，/-)(^,!^(*。>1\)各點(diǎn) 并計(jì)算出截止斜率，記最大斜率為第m傳輸段的傳輸速率，相應(yīng)的數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)為第m傳 輸段的終點(diǎn)即第m+1傳輸段的起點(diǎn)。不斷重復(fù)W上過(guò)程，直至最后一個(gè)傳輸段的傳輸終點(diǎn) ，，公?嗦,1?，便得到整個(gè)傳輸曲線。該算法具體描述為下式所示。
[0028]
[0029] 對(duì)于圖2化）中5個(gè)數(shù)據(jù)包的情況，最低能耗傳輸曲線包含立個(gè)傳輸段，即Μ = 3， 其中第1，2, 3個(gè)數(shù)據(jù)包作為第1傳輸段，第4和第5個(gè)數(shù)據(jù)包分別為第2傳輸段和第3傳 輸段。
[0030] 實(shí)際系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)包通常都具有不同的到達(dá)時(shí)刻及不同的截止時(shí)刻，因此針對(duì)子 場(chǎng)景一及子場(chǎng)景二的最低能耗傳輸調(diào)度算法的應(yīng)用范圍較窄。雖然本發(fā)明針對(duì)的問(wèn)題場(chǎng)景 是W上兩種子場(chǎng)景的結(jié)合，但是本發(fā)明問(wèn)題場(chǎng)景的最低能耗傳輸曲線卻并不能由運(yùn)兩種子 場(chǎng)景的最低能耗傳輸曲線得到。圖3將圖2中兩種子場(chǎng)景相結(jié)合，可W看到在同時(shí)考慮到 達(dá)約束和截止約束時(shí)，只考慮到達(dá)約束的子場(chǎng)景一的最低能耗傳輸曲線違反了截止約束， 而只考慮截止約束的子場(chǎng)景二的最低能耗傳輸曲線違反了到達(dá)約束。同時(shí)從圖3中也能 發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的最低能耗傳輸曲線與子場(chǎng)景一及子場(chǎng)景二的最低能耗傳輸曲線沒(méi)有明確的聯(lián) 系。
[0031] 針對(duì)本發(fā)明考慮的具有不同到達(dá)時(shí)刻及不同截止時(shí)刻的一系列數(shù)據(jù)包，現(xiàn)有技 術(shù)二給出尋找最低能耗傳輸曲線的一種幾何方法(ti，0)為起點(diǎn)，傳輸曲線的第一傳輸 段為具有最小斜率且交A (t)先于交D(t)或具有最大斜率且交D(t)先于交A (t)的線段， 所述先交的交點(diǎn)即為最低能耗傳輸曲線第一傳輸段的終點(diǎn)，所述斜率即為第一傳輸段的傳 輸速率。第一傳輸段的終點(diǎn)即為第二傳輸段的起點(diǎn)，然后，對(duì)第二傳輸段執(zhí)行相同的操作找 到終點(diǎn)。如此，便可捜索出整個(gè)傳輸曲線。該方法雖然在幾何上比較直觀，然而對(duì)于算法實(shí) 現(xiàn)來(lái)說(shuō)，尋找具有臨界斜率的線段并非易事，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)二也并未給出具體算法實(shí)現(xiàn)?？?之，現(xiàn)有技術(shù)二并未對(duì)本發(fā)明針對(duì)的一般場(chǎng)景給出解決方案。
[0032] W上現(xiàn)有技術(shù)二只能實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)包具有相同截止時(shí)刻或具有相同到達(dá)時(shí)刻的 情況給出了最低能耗傳輸調(diào)度算法，而對(duì)于更為普遍的具有不同到達(dá)時(shí)刻及不同截止時(shí)刻 情況下的最低能耗傳輸調(diào)度未能給出算法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0033] 本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法和裝置，能夠針對(duì)具 有不同到達(dá)時(shí)刻及不同截止時(shí)刻的一系列大小不同的數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)最低能耗傳輸。
[0034] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：
[0035] 一方面，本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法，其特征在 于，包括：
[0036] 步驟1 :設(shè)定傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引zi= 1，第一傳輸段 起點(diǎn)巧、〇 = (/:，0);
[0037] 步驟2 :設(shè)定最小到達(dá)斜率卷"? =+?，最大截止斜率紅《 = 0，時(shí)間索引η = Zm+1 ; [00測(cè)步驟3 :比較Zm與2N的大小，若Z m< 2N，執(zhí)行步驟4,否則，執(zhí)行步驟17 ;
[0039] 步驟4 :判斷t。是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，若是，執(zhí)行步驟5,否則，執(zhí)行步 驟11 ; W40] 步驟5 :由點(diǎn)（Tm，U及計(jì)算到達(dá)斜率
[0041] 步驟6 :比較ξ是否小于，若是，執(zhí)行步驟7，否則，執(zhí)行步驟10 ;
[0042] 步驟7 :更新最小到達(dá)斜率，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 方匪=材； 陽(yáng)0創(chuàng)步驟8 :比較是否小于等于二胃，若是，執(zhí)行步驟9，否則，執(zhí)行步驟10 ;
[0044] 步驟9 :記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為巧" ，第m+1傳輸段的起點(diǎn)時(shí)間 索引為Z ,=z 起點(diǎn)為(ΛιΛ,ι)=ψ,。心要新傳輸段索引m = m+l，并轉(zhuǎn)至步 驟2; W45] 步驟10 :比較η是否等于2N，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟16 ;
[0046] 步驟11 :由點(diǎn)（Tm，U及^^1 計(jì)算截止斜率
[0047] 步驟12 :比較狂是否大于狂"?，若是，執(zhí)行步驟13,否則，執(zhí)行步驟16 ;
[0048] 步驟13 :更新最大截止斜率Zim.=在，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 互醒=打；
[00例步驟14 :比較Z：胃是否大于等于/T。,。，若是，執(zhí)行步驟15,否則，執(zhí)行步驟16 ;
[0050]步驟15 :記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為巧" =福。，第m+1傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索 引為義如二亥細(xì)，'起點(diǎn)為僅*1瓜A)口心.4與-亦更新傳輸段索引m = m+l，并轉(zhuǎn)至步驟2 ; 陽(yáng)05U 步驟16 :更新時(shí)間索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至步驟4 ;
[0052] 步驟17 :通過(guò)W上步驟得到了各個(gè)傳輸段及其傳輸速率，然后據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)包的 傳輸；
[0053] 其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻，截止時(shí)刻，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度在數(shù)據(jù)包到達(dá)前均已知。
[0054] 與上述方法相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝 置，包括：
[0055] 第一設(shè)定模塊，用于設(shè)定傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引zi= 1， 第一傳輸段起點(diǎn)巧，M = ('_，())；
[0056] 第二設(shè)定模塊，用于設(shè)定最小到達(dá)斜率=+* ;，最大截止斜率￡胃=0，時(shí)間 索引 η = Zm+1 ;
[0057] 第一比較模塊，用于比較Zm與2N的大小，若z m< 2N，執(zhí)行判斷模塊，否則，執(zhí)行傳 輸模塊；
[0058] 判斷模塊，用于判斷t。是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，若是，執(zhí)行第一計(jì)算模 塊，否則，執(zhí)行第二計(jì)算模塊；
[0059] 第一計(jì)算模塊，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及^^ 計(jì)算到達(dá)斜率
W60] 第二比較模塊，用于比較巧是否小于ξ?，若是，執(zhí)行第一更新模塊，否則，執(zhí)行第 四比較模塊；
[0061] 第一更新模塊，用于更新最小到達(dá)斜率=巧，:并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間索引為苗《=?;
[0062] 第Ξ比較模塊，用于比較帝,。是否小于等于￡胃，若是，執(zhí)行第一記錄模塊，否則， 執(zhí)行第四比較模塊；
[0063] 第一記錄模塊，用于記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為=Ζ：<，第m+1傳輸 段的起點(diǎn)時(shí)間索引為2,,,+,=互_，起點(diǎn)為化+1，馬,,+1)=心，〇也))，更新傳輸段索引>^ = m+1，并轉(zhuǎn)至第二設(shè)定模塊；
[0064] 第四比較模塊，用于比較η是否等于2N，若是，執(zhí)行第二計(jì)算模塊，否則，執(zhí)行第Ξ 更新模塊； W65] 第二計(jì)算模塊，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及b 十算截止斜羣
[0066] 第五比較模塊，用于比較。:是否大于山ax:，若是，執(zhí)行第二更新模塊，否則，執(zhí)行第 Ξ更新模塊；
[0067] 第二更新模塊，用于更新最大截止斜率益^ =點(diǎn)，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間索引為星胃=?; W側(cè)第六比較模塊，用于比較[胃是否大于等于[。,。，若是，執(zhí)行第二記錄模塊，否則， 執(zhí)行第Ξ更新模塊；
[0069] 第二記錄模塊，用于記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為=??，第m+1傳輸段 起點(diǎn)時(shí)間索引為^41 :二，起點(diǎn)為巧Λ,+1)=心,，!0，更新傳輸段索引m = m+1，并 轉(zhuǎn)至第二設(shè)定模塊；
[0070] 第Ξ更新模塊，用于更新時(shí)間索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至判斷模塊；
[0071] 傳輸模塊，用于將數(shù)據(jù)包按W上模塊執(zhí)行后得到的傳輸段及其傳輸速率進(jìn)行傳 輸。
[0072] 另一方面，本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法，包括：
[0073] 步驟Γ :初始化數(shù)據(jù)包索引編號(hào)η = 1 ;
[0074] 步驟2':當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在ξ到達(dá)后，估算接下來(lái)的Ν-η個(gè) 數(shù)據(jù)包的至U達(dá)時(shí)亥IJ為?-κλζ+2?1..νξ+(Λ/-Η)^ ，截止時(shí)刻為 4+著+班，+2名+滬，·--，(,+(w-")<?+滬.，數(shù)據(jù)包大小都統(tǒng)一估算為ιΛ其中， J二為數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，dE= E(d。）為數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng)度， 1e=E(1。）為數(shù)據(jù)包的平均大??；
[00巧]步驟3':將緩存中的數(shù)據(jù)包和接下來(lái)N-n個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包作為新的問(wèn)題場(chǎng)景，建 立到達(dá)曲線A (t)，截止曲線D(t)，包到達(dá)時(shí)間集合f，截止時(shí)刻集合T，W及所有到達(dá)時(shí)刻 和截止時(shí)刻集合T，設(shè)T中元素?cái)?shù)目為K，并對(duì)該新的問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度與傳輸，包括：
[0076] 步驟3Γ :設(shè)定第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之后的傳輸段索引編號(hào)m = 1，第一傳輸段起點(diǎn) 時(shí)間索引zi= 1，第一傳輸段起點(diǎn)巧./-,) = ^/__，0); 陽(yáng)077]步驟32':設(shè)定最小到達(dá)斜率ξ*, =+心，最大截止斜率備《==〇 ,時(shí)間索引k = z"+l ;
[007引步驟33':判斷tk是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，若是，執(zhí)行步驟34'，否則，執(zhí) 行步驟310' ；
[0079] 步驟：34' ：由點(diǎn)（Tm，Lm)及計(jì)算到達(dá)斜聾
[0080] 步驟35':比較每是否小于^"。，若是，執(zhí)行步驟36'，否則，執(zhí)行步驟39';
[0081] 步驟36':更新最小到達(dá)斜率=?，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 與mn :=狂 陽(yáng)0間步驟37':比較。是否小于等于￡胃，若是，執(zhí)行步驟38'，否則，執(zhí)行步驟39'; [008引步驟38':記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為馬=在《，第二傳輸段的起點(diǎn)時(shí)間 索引為Ζ…i 歷，起點(diǎn)為代' i·'- 仁..）)，并轉(zhuǎn)至步驟4' ；
[0084] 步驟39':比較η是否等于Κ，若是，執(zhí)行步驟310'，否則，執(zhí)行步驟315';
[00財(cái)步驟310' ：由點(diǎn)（Tm，U及計(jì)算截止斜率
[0086] 步驟31Γ :比較己是否大于紅^，若是，執(zhí)行步驟312'，否則，執(zhí)行步驟315';
[0087] 步驟312':更新最大截止斜率ffflax ，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 空mar =化， 陽(yáng)Ο蝴步驟313':比較狂心是否大于等于％ >若是，執(zhí)行步驟314'，否則，執(zhí)行步驟 315' ；
[0089] 步驟314':記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為我=?，第二傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索 弓巧=奇,。，起點(diǎn)為儀1人+，）二(《:,,w，作，并轉(zhuǎn)至步驟4' ；
[0090] 步驟315' ：更新時(shí)間索引k = k+1，并轉(zhuǎn)至步驟33' ；
[0091] 步驟4':通過(guò)W上步驟得到了第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后的第m個(gè)傳輸段及其傳輸速 率，并據(jù)此傳輸緩存中的數(shù)據(jù)；
[0092] 步驟5':判斷當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)前是否緩存變空或有新的數(shù)據(jù)包到達(dá)，若是，執(zhí)行步 驟6'，否則到當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)后更新m = m+1并執(zhí)行步驟32';
[0093] 步驟6':判斷是否在新數(shù)據(jù)包到達(dá)前緩存變空，若是，執(zhí)行步驟7'，否則執(zhí)行步驟 9' ；
[0094] 步驟7':比較η是否等于N，若是，程序結(jié)束，否則執(zhí)行步驟8'; 陽(yáng)〇巧]步驟8':暫停傳輸，直至?xí)r刻第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)；
[0096] 步驟9':在新數(shù)據(jù)包到達(dá)后更新數(shù)據(jù)包索引η = η+1，并轉(zhuǎn)至步驟2';
[0097] 其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻ξ，截止時(shí)刻心，數(shù)據(jù)包大小1。在相應(yīng)數(shù)據(jù)包到達(dá)之 前是未知的，最開(kāi)始只有數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸 時(shí)間長(zhǎng)度dE= E(d。)，數(shù)據(jù)包的平均大小1Ε= E(1。）是已知的。
[0098] 與上述方法相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝 置，包括：
[0099] 初始化模塊，用于初始化數(shù)據(jù)包索引編號(hào)η = 1 ;
[0100] 估算模塊，用于當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在ξ到達(dá)后，估算接下來(lái)的 Ν-η個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻為+ ，…，，截止時(shí)刻為 + 石+ 2省+滬，..，，?+(巧-")名+滬，數(shù)據(jù)包大小都統(tǒng)一估算為1E，其中， J = 為數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，dE=E(d。）為數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng)度， 1e=E(1。）為數(shù)據(jù)包的平均大?。?陽(yáng)101] 新場(chǎng)景建立模塊，用于將緩存中的數(shù)據(jù)包和接下來(lái)N-n個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包作為新的 問(wèn)題場(chǎng)景，建立到達(dá)曲線A(t)，截止曲線D (t)，包到達(dá)時(shí)間集合f，截止時(shí)刻集合亞，W及 所有到達(dá)時(shí)刻和截止時(shí)刻集合T，設(shè)T中元素?cái)?shù)目為K，并對(duì)該新的問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度與 傳輸，包括： 陽(yáng)102] 第一設(shè)定單元，用于設(shè)定第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之后的傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳 輸段起點(diǎn)時(shí)間索引zi= 1，第一傳輸段起點(diǎn)化./,)二(/,，〇); 陽(yáng)103] 第二設(shè)定單元，用于設(shè)定最小到達(dá)斜率最大截止斜率￡^=0,時(shí)間索 引 k = Zm+1 ;
[0104] 判斷單元，用于判斷tk是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，若是，執(zhí)行第一計(jì)算單 元，否則，執(zhí)行第二計(jì)算單元；
[0105] 第一計(jì)算單元，用于由點(diǎn)訊山）計(jì)算到達(dá)斜率
[0106] 第一比較單元，用于比較巧是否小于巧。in，若是，執(zhí)行第一更新單元，否則，執(zhí)行第 Ξ比較單元； 陽(yáng)107] 第一更新單元，用于更新最小到達(dá)斜率= 5，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間索引為^=《;
[0108] 第二比較單元，用于比較5。。是否小于等于￡胃，若是，執(zhí)行第一記錄單元，否則， 執(zhí)行第Ξ比較單元；
[0109] 第一記錄單元，用于記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為巧"=Z：胃，第二傳輸 段的起點(diǎn)時(shí)間索引為2^,=星。，起點(diǎn)為化+1，4,。）= (?:",+,，〇(皆,))，并轉(zhuǎn)至傳輸模塊；
[0110] 第Ξ比較單元，用于比較η是否等于K，若是，執(zhí)行第二計(jì)算單元，否則，執(zhí)行第Ξ 更新單元；
[011U 第二計(jì)算單元，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及/ 計(jì)算截止斜率
[0112] 第四比較單元，用于比較色是否大于占，ax，若是，執(zhí)行第二更新單元，否則，執(zhí)行第 Ξ更新單元；
[0113] 第二更新單元，用于更新最大截止斜率紅- = 并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 時(shí)間索引為呈胃
[0114] 第五比較單元，用于比較Z：胃是否大于等于^"。，若是，執(zhí)行第二記錄單元，否則， 執(zhí)行第Ξ更新單元；
[0115] 第二記錄單元，用于記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為K,,,=F胃，第二傳輸段 起點(diǎn)時(shí)間索引為:T,,, 1 =吉胃，起點(diǎn)為（石+,，與"+1) = (^ .，，^心^，并轉(zhuǎn)至傳輸模塊；
[0116] 第Ξ更新單元，用于更新時(shí)間索引k = k+1，并轉(zhuǎn)至判斷單元；
[0117] 傳輸模塊，用于通過(guò)W上各個(gè)模塊得到了第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后的第m個(gè)傳輸段及 其傳輸速率，并據(jù)此傳輸緩存中的數(shù)據(jù)；
[0118] 第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)前是否緩存變空或有新的數(shù)據(jù)包到達(dá)， 若是，執(zhí)行第二判斷模塊，否則到當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)后更新m = m+1并執(zhí)行第二設(shè)定單元；
[0119] 第二判斷模塊，用于判斷是否在新數(shù)據(jù)包到達(dá)前緩存變空，若是，執(zhí)行比較模塊， 否則執(zhí)行更新模塊；
[0120] 比較模塊，用于比較η是否等于N，若是，程序結(jié)束，否則執(zhí)行等待模塊； 陽(yáng)121]等待模塊，用于暫停傳輸，直至?xí)r刻第n+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)； 陽(yáng)122] 更新模塊，用于在新數(shù)據(jù)包到達(dá)后更新數(shù)據(jù)包索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至估算模塊。
[0123] 進(jìn)一步的，所述基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置為具有無(wú)線通信功能 的智能設(shè)備，包括但不限于PC、手機(jī)或平板電腦。 陽(yáng)124] 本發(fā)明有W下有益效果：
[01巧]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法中，從傳 輸段的起點(diǎn)開(kāi)始，按照集合T中元素的順序計(jì)算到達(dá)斜率和截止斜率，并不斷更新最小到 達(dá)斜率和最大截止斜率。同時(shí)，不斷比較最小到達(dá)斜率和最大截止斜率。如果在某個(gè)數(shù)據(jù) 包到達(dá)點(diǎn)更新了最小到達(dá)斜率后發(fā)現(xiàn)最小到達(dá)斜率小于或等于最大截止斜率，那么該最小 到達(dá)斜率對(duì)應(yīng)的線段其實(shí)是與D(t)相交了，故運(yùn)一傳輸段終點(diǎn)在該數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)之前就 出現(xiàn)了。傳輸段終點(diǎn)取為前面最大截止斜率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)，傳輸速率為最大截止斜 率。如果在某個(gè)數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)更新了最大截止斜率后發(fā)現(xiàn)最大截止斜率大于或等于最小到 達(dá)斜率，那么該最大截止斜率對(duì)應(yīng)的線段其實(shí)是與At)相交了，故運(yùn)一傳輸段終點(diǎn)在該數(shù) 據(jù)包截止點(diǎn)之前就出現(xiàn)了。傳輸段終點(diǎn)取為前面最小到達(dá)斜率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)，則傳 輸速率為最小到達(dá)斜率。按照上述傳輸速率傳輸即可滿足最低能耗傳輸。
【附圖說(shuō)明】 陽(yáng)126] 圖1為本發(fā)明中的數(shù)據(jù)包傳輸累積曲線示意圖； 陽(yáng)127] 圖2為本發(fā)明中的現(xiàn)有技術(shù)二的示意圖；
[0128] 圖3為本發(fā)明中的現(xiàn)有技術(shù)二子場(chǎng)景一及子場(chǎng)景二的應(yīng)用局限性示意圖；
[0129] 圖4為本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)實(shí)例；
[0130] 圖5為本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法離線模式的流程圖； 陽(yáng)131]圖6為本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法在線模式的流程圖； 陽(yáng)132] 圖7為本發(fā)明中的數(shù)據(jù)包傳輸能耗比較曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0133] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0134] 首先，介紹本發(fā)明設(shè)及到的理論基礎(chǔ)：
[0135] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)二所述，對(duì)于具有到達(dá)約束和截止約束的最低能耗傳輸曲線，任何 一個(gè)傳輸段都要么是交A(t)先于交D(t)的情況下最有最小斜率（顯然此時(shí)與A(t)的交點(diǎn) 必是一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)），要么是交D(t)先于交A (t)的情況下具有最大斜率（顯然此時(shí)與 D(t)的交點(diǎn)必是一個(gè)數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)）。給定某個(gè)傳輸段的起點(diǎn)，如果終點(diǎn)對(duì)應(yīng)第一種情況， 設(shè)為( /"gT )，那么在該傳輸段起點(diǎn)至終點(diǎn)之間，最大的截止斜率一定小于t。時(shí) 刻對(duì)應(yīng)的到達(dá)斜率，同時(shí)根據(jù)要求在該傳輸段起點(diǎn)至終點(diǎn)之間，其它到達(dá)斜率一定大于t。 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的到達(dá)斜率；如果傳輸段的終點(diǎn)對(duì)應(yīng)第二種情況，設(shè)為( /,, eT )，那 么在該傳輸段起點(diǎn)至終點(diǎn)之間，最小的到達(dá)斜率一定大于t。時(shí)刻對(duì)應(yīng)的截止斜率，同時(shí)根 據(jù)要求在該傳輸段起點(diǎn)至終點(diǎn)之間，其它截止斜率一定小于t。時(shí)刻對(duì)應(yīng)的截止斜率。
[0136] 基于W上分析，本發(fā)明基于交互式斜率比較得到最低能耗傳輸曲線。具體為，從傳 輸段的起點(diǎn)開(kāi)始，按照集合T中元素的順序計(jì)算到達(dá)斜率和截止斜率，并不斷更新最小到 達(dá)斜率和最大截止斜率。同時(shí)，不斷比較最小到達(dá)斜率和最大截止斜率。W下兩種情況可 作為判斷該傳輸段終點(diǎn)的標(biāo)志：
[0137] 1、如果在某個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)更新了最小到達(dá)斜率后發(fā)現(xiàn)最小到達(dá)斜率小于或等 于最大截止斜率，那么該最小到達(dá)斜率對(duì)應(yīng)的線段其實(shí)是與D (t)相交了，即違反了截止約 束，故運(yùn)一傳輸段終點(diǎn)在該數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)之前就出現(xiàn)了。根據(jù)前面分析，傳輸段終點(diǎn)取為前 面最大截止斜率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)可滿足交D(t)先于交A (t)的情況下具有最大斜率的 條件。
[0138] 2、如果在某個(gè)數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)更新了最大截止斜率后發(fā)現(xiàn)最大截止斜率大于或等 于最小到達(dá)斜率，那么該最大截止斜率對(duì)應(yīng)的線段其實(shí)是與At)相交了，即違反了到達(dá)約 束，故運(yùn)一傳輸段終點(diǎn)在該數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)之前就出現(xiàn)了。根據(jù)前面分析，傳輸段終點(diǎn)取為前 面最小到達(dá)斜率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)可滿足交A (t)先于交D(t)的情況下具有最小斜率的 條件。
[0139] 因此，本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法，如圖5所示，包括：
[0140] 步驟1 :設(shè)定傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引zi= 1，第一傳輸段 起點(diǎn)巧·Μ 二(/,,()); 陽(yáng)W] 步驟2 :設(shè)定最小到達(dá)斜率福=+W，最大截止斜率￡。,&二0，時(shí)間索引η = Zm+l ; 陽(yáng)142] 步驟3 :比較Zm與2N的大小，若Z m< 2N，執(zhí)行步驟4,否則，執(zhí)行步驟17 ;
[0143] 步驟4 :判斷t。是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合t，若是，執(zhí)行步驟5,否則，執(zhí)行步 驟11 ;
[0144] 步驟5 :由點(diǎn)（Tm，Lm)及計(jì)算到達(dá)斜率
陽(yáng)145] 步驟6 :比較巧是否小于?*.，若是，執(zhí)行步驟7，否則，執(zhí)行步驟10 ;
[0146] 步驟7 :更新最小到達(dá)斜率=. f。..，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 記虹=巧；
[0147] 步驟8 :比較.?。是否小于等于二若是，執(zhí)行步驟9,否則，執(zhí)行步驟10 ;
[0148] 步驟9 :記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為原=￡胃，第m+1傳輸段的起點(diǎn)時(shí)間 索引為與,+1 =名歷，起點(diǎn)為化-"，玉齡1)二?心'叫心貧，更新傳輸段索引m = m+1，并轉(zhuǎn)至步 驟2;
[0149] 步驟10 :比較η是否等于2N，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟16 ;
[0150] 步驟11 :由點(diǎn)（Tm，U及^^算截止斜璋
陽(yáng)W] 步驟12 :比軟技是否大于如，若是，執(zhí)行步驟13,否則，執(zhí)行步驟16 ; 陽(yáng)152] 步驟13 :更新最大截止斜率立=4，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 呈 max 二巧.，.
[0153] 步驟14 :比較胃是否大于等于磕6，若是，執(zhí)行步驟15,否則，執(zhí)行步驟16 ;
[0154] 步驟15:記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為巧第m+1傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索 引為馬。,1 =舌*，起點(diǎn)為保+1，王",ιιΗΛ... '40) '更新傳輸段索引m = m+1，并轉(zhuǎn)至步驟2 ;
[0155] 步驟16 :更新時(shí)間索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至步驟4 ;
[0156] 步驟17 :通過(guò)W上步驟得到了各個(gè)傳輸段及其傳輸速率，然后據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)包的 傳輸； 陽(yáng)157] 其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻，截止時(shí)刻，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度在數(shù)據(jù)包到達(dá)前均已知。
[0158] 上述方法中，所述各步驟的序號(hào)并不能用于限定各步驟的先后順序，對(duì)于本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，對(duì)各步驟的先后變化也在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
[0159] 本發(fā)明技術(shù)方案具體實(shí)現(xiàn)算法流程如圖5所示。在時(shí)刻t。，只有當(dāng)福。或2：胃有更 新時(shí)，才需要對(duì)它們進(jìn)行比較，也才有可能判斷當(dāng)前傳輸段的終點(diǎn)即下一傳輸段的起點(diǎn)，而 其它情況下直接跳轉(zhuǎn)至?xí)r刻tw做進(jìn)一步檢測(cè)。如果即為一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻，需對(duì) 其計(jì)算到達(dá)斜率并判斷更新雨。；相反，其為一個(gè)數(shù)據(jù)包截止時(shí)刻，需計(jì)算截止斜率并判斷 更新王胃。當(dāng)η = 2Ν時(shí)，對(duì)應(yīng)最后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)=么,=最+1，其同時(shí)屬于f及Τ，因此在到達(dá) 斜率計(jì)算后如果沒(méi)能判斷出傳輸段的終點(diǎn)，還需進(jìn)行截止斜率計(jì)算并檢測(cè)傳輸段終點(diǎn)。此 時(shí)如果在更新了記。后又滿足石胃的更新條件，必然會(huì)出現(xiàn)色。K = ，進(jìn)而可判斷tw為當(dāng) 前傳輸段的終點(diǎn)（此為最后一個(gè)傳輸段），緊接著在進(jìn)入下一傳輸段流程后可得到Zm= 2N， 算法程序結(jié)束。
[0160] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法中，從傳 輸段的起點(diǎn)開(kāi)始，按照集合T中元素的順序計(jì)算到達(dá)斜率和截止斜率，并不斷更新最小到 達(dá)斜率和最大截止斜率。同時(shí)，不斷比較最小到達(dá)斜率和最大截止斜率。如果在某個(gè)數(shù)據(jù) 包到達(dá)點(diǎn)更新了最小到達(dá)斜率后發(fā)現(xiàn)最小到達(dá)斜率小于或等于最大截止斜率，那么該最小 到達(dá)斜率對(duì)應(yīng)的線段其實(shí)是與D(t)相交了，故運(yùn)一傳輸段終點(diǎn)在該數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)之前就 出現(xiàn)了。傳輸段終點(diǎn)取為前面最大截止斜率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)，傳輸速率為最大截止斜 率。如果在某個(gè)數(shù)據(jù)包截止點(diǎn)更新了最大截止斜率后發(fā)現(xiàn)最大截止斜率大于或等于最小到 達(dá)斜率，那么該最大截止斜率對(duì)應(yīng)的線段其實(shí)是與At)相交了，故運(yùn)一傳輸段終點(diǎn)在該數(shù) 據(jù)包截止點(diǎn)之前就出現(xiàn)了。傳輸段終點(diǎn)取為前面最小到達(dá)斜率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包到達(dá)點(diǎn)，則傳 輸速率為最小到達(dá)斜率。按照上述傳輸速率傳輸即可滿足最低能耗傳輸。 陽(yáng)161] 對(duì)于圖3中具有不同到達(dá)時(shí)刻和不同截止時(shí)刻的5個(gè)數(shù)據(jù)包，圖4給出了本發(fā)明 基于交互式斜率比較尋找最低能耗傳輸曲線的實(shí)現(xiàn)示例。第1步，第一傳輸段的起點(diǎn)設(shè)置 為燈1，Li)=扣，0)，在數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻t4檢測(cè)到ξ?, <Z:胃，由于X對(duì)應(yīng)于截止時(shí)刻 t3,第二傳輸段的起點(diǎn)設(shè)置為（私，如第2步所示。隨后，在截止時(shí)刻t,檢 測(cè)到r >r，此時(shí)F.對(duì)就于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻t"因此設(shè)置巧，與如第3 步所示。進(jìn)一步，在數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻ti。檢測(cè)到Fmh<￡胃且i：max對(duì)應(yīng)于t,，故如第4步中所 示巧Λ) = (Ζ"0片))。接下來(lái)，通過(guò)類似處理在第5步中可W看到巧，1;)=片心批))。最 后，在時(shí)刻ti。發(fā)現(xiàn)并且和￡胃都對(duì)應(yīng)于時(shí)刻ti。，至此可W確定為整個(gè)傳輸終 點(diǎn)(與。，4枯))，如第6步所示。
[0162] 與上述方法對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝 置，包括： 陽(yáng)163] 第一設(shè)定模塊，用于設(shè)定傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引zi= 1， 第一傳輸段起點(diǎn)巧·Μ = ('':，〇);
[0164] 第二設(shè)定模塊，用于設(shè)定最小到達(dá)斜率展,。=W)，最大截止斜率Ζ：胃=0 ,時(shí)間索 引 η = Zm+1 ; 陽(yáng)1化]第一比較模塊，用于比較Zm與2N的大小，若Z m< 2N，執(zhí)行判斷模塊，否則，執(zhí)行傳 輸模塊；
[0166] 判斷模塊，用于判斷t。是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合巧，若是，執(zhí)行第一計(jì)算模 塊，否則，執(zhí)行第二計(jì)算模塊； 陽(yáng)167] 第一計(jì)算模塊，用于由點(diǎn)（Tm，U及計(jì)算到達(dá)斜聾
[0168] 第二比較模塊，用于比較言是否小于產(chǎn)胃，若是，執(zhí)行第一更新模塊，否則，執(zhí)行第 四比較模塊；
[0169] 第一更新模塊，用于更新最小到達(dá)斜率=巧，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間索引為奇?ν = ? ; 陽(yáng)170] 第^比較模塊，用于比較見(jiàn)^是否小于等于2：胃，若是，執(zhí)行第一記錄模塊，否則， 執(zhí)行第四比較模塊；
[0171] 第一記錄模塊，用于記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為焉,=，第m+1傳輸 段的起點(diǎn)時(shí)間索引為Z = Z ，起點(diǎn)為化…王,，，+0 = ('--+,，公(C,))，更新傳輸段索引m = m+1，并轉(zhuǎn)至第二設(shè)定模塊；
[0172] 第四比較模塊，用于比較η是否等于2N，若是，執(zhí)行第二計(jì)算模塊，否則，執(zhí)行第 Ξ更新模塊； 陽(yáng)17引第二計(jì)算模塊，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及計(jì)算截止斜率
[0174] 第五比較模塊，用于比較是否大于，若是，執(zhí)行第二更新模塊，否則，執(zhí)行第 Ξ更新模塊；
[01巧]第二更新模塊，用于更新最大截止斜率狂iax =總，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間索引為至胃
[0176] 第六比較模塊，用于比較里胃是否大于等于芭in，若是，執(zhí)行第二記錄模塊，否則， 執(zhí)行第Ξ更新模塊；
[0177] 第二記錄模塊，用于記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為=?。，第m+1傳輸段 起點(diǎn)時(shí)間索引為gmy = 起點(diǎn)為化+ι..，^?+ι) = !))，更新傳輸段索引m = m+1，并 轉(zhuǎn)至第二設(shè)定模塊；
[0178] 第Ξ更新模塊，用于更新時(shí)間索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至判斷模塊；
[0179] 傳輸模塊，用于將數(shù)據(jù)包按W上模塊執(zhí)行后得到的傳輸段及其傳輸速率進(jìn)行傳 輸。
[0180] 與本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明的基于交 互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置，也能夠針對(duì)具有不同到達(dá)時(shí)刻及不同截止時(shí)刻的一 系列大小不同的數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)最低能耗傳輸。 陽(yáng)181] W上描述是針對(duì)離線模式的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度，即每個(gè)數(shù)據(jù)包的達(dá)時(shí)刻ζ，截止時(shí) 刻么，數(shù)據(jù)包大小1。在調(diào)度前均已知。然而，對(duì)于在線模式，在一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之前，它的到 達(dá)時(shí)刻ξ,截止時(shí)刻么，數(shù)據(jù)包大小1。是未知的，而數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔j二)， 平均時(shí)延許可dE= E(d。），W及平均大小lE= E(1。）是已知的。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理，本發(fā)明可W 從離線模式過(guò)渡到在線模式。
[0182] 當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在時(shí)刻到達(dá)后，對(duì)于接下來(lái)的N-n個(gè)數(shù)據(jù)包，到達(dá) 時(shí)刻可W估計(jì)為4+完，...，ζ?。é痞?.'ψ?，截止時(shí)刻可W估計(jì)為 它.+滬，?,,.+'茲+紹氣，…，，冷中(,i￥-")i?+ (：/''.，它們的大小都統(tǒng)一估計(jì)為！e。然后，針 對(duì)緩存中信息已知的數(shù)據(jù)包（包含第η個(gè)數(shù)據(jù)包，也可能包含前面其它未傳完的數(shù)據(jù)包） 和Ν-η個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包，采用基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法得到接下來(lái)的傳 輸速率。如此，在ξ之后傳輸速率服從該調(diào)度結(jié)果，直至?xí)r刻1+1第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)或緩存 變空為止。在時(shí)刻衣1，需再次估計(jì)后面的Ν-η-1個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻、截止時(shí)刻及大小，并 進(jìn)一步采用基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法得到接下來(lái)的傳輸速率。W上過(guò)程 不斷循環(huán)，第Ν個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后做最后一次調(diào)度，并按調(diào)度結(jié)果傳輸直至最終時(shí)刻如。
[0183] 具體的，本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法，如圖6所示，包 括：
[0184] 步驟Γ :初始化數(shù)據(jù)包索引編號(hào)η = 1 ;
[0185] 步驟2':當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在ξ到達(dá)后，估算接下來(lái)的Ν-η個(gè) 數(shù)據(jù)包的至U達(dá)時(shí)亥IJ為式?+ ，截止時(shí)亥Ij為 ;ξ::+寡+:邊史為+ 2互中店里，…成中(斯一化)1 +滬，數(shù)據(jù)包大小都統(tǒng)一估算為lE，其中， J = ￡'p"；)為數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，dE=E(d。）為數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng)度， 1e=E(1。）為數(shù)據(jù)包的平均大??；
[0186] 步驟3':將緩存中的數(shù)據(jù)包和接下來(lái)N-n個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包作為新的問(wèn)題場(chǎng)景，建 立到達(dá)曲線A (t)，截止曲線D (t)，包到達(dá)時(shí)間集合:f，截止時(shí)刻集合里，W及所有到達(dá)時(shí)刻 和截止時(shí)刻集合T，設(shè).1'中元素?cái)?shù)目為K，并對(duì)該新的問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度與傳輸，包括：
[0187] 步驟3Γ :設(shè)定第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之后的傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn) 時(shí)間索引zi= 1，第一傳輸段起點(diǎn)巧.邱； 陽(yáng)188] 步驟32':設(shè)定最小到達(dá)斜率ξ血二+?，最大截止斜率芒《.^ =0,時(shí)間索引k = Zm+1 ;
[0189] 步驟33':判斷tk是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，若是，執(zhí)行步驟34'，否則，執(zhí) 行步驟310' ； 陽(yáng)190] 步驟％' ：由點(diǎn)（Tm，Lm)及^^ 十算到達(dá)斜率
陽(yáng)1W] 步驟35':比較5:是否小于ξ，ι。，若是，執(zhí)行步驟36'，否則，執(zhí)行步驟39'; 陽(yáng)192] 步驟36':更新最小到達(dá)斜率*并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 Ζ"山=& ;
[0193] 步驟37':比較。是否小于等于￡胃，若是，執(zhí)行步驟38'，否則，執(zhí)行步驟39';
[0194] 步驟38':記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為馬=Ζ：·?^第二傳輸段的起點(diǎn)時(shí)間 索引為至臟，起點(diǎn)為揮:+1，4!")二仁、"(%J)，并轉(zhuǎn)至步驟4' ；
[0195] 步驟39':比較η是否等于K，若是，執(zhí)行步驟310'，否則，執(zhí)行步驟315';
[0196] 步驟310':由點(diǎn)（Tm，1J及計(jì)算截止斜率
陽(yáng)197] 步驟31Γ :比較鳥(niǎo)是否大于，若是，執(zhí)行步驟312'，否則，執(zhí)行步驟315';
[0198] 步驟312':更新最大截止斜率占 ax ，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引 為呈輝X二'/'-;
[0199] 步驟313':比較色胃是否大于等于忘。，若是，執(zhí)行步驟314'，否則，執(zhí)行步驟315';
[0200] 步驟314':記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為巧《 ，第二傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索 引為=苗^，起點(diǎn)為伍，#,.. ))，并轉(zhuǎn)至步驟4' ； 陽(yáng)201] 步驟315':更新時(shí)間索引k = k+1，并轉(zhuǎn)至步驟33'; 陽(yáng)202] 步驟4':通過(guò)W上步驟得到了第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后的第m個(gè)傳輸段及其傳輸速率， 并據(jù)此傳輸緩存中的數(shù)據(jù)； 陽(yáng)203] 步驟5':判斷當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)前是否緩存變空或有新的數(shù)據(jù)包到達(dá)，若是，執(zhí)行步 驟6'，否則到當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)后更新m = m+1并執(zhí)行步驟32'; 陽(yáng)204] 步驟6':判斷是否在新數(shù)據(jù)包到達(dá)前緩存變空，若是，執(zhí)行步驟7'，否則執(zhí)行步驟 9' ； 陽(yáng)205] 步驟7':比較η是否等于N，若是，程序結(jié)束，否則執(zhí)行步驟8'; 陽(yáng)206] 步驟8':暫停傳輸，直至?xí)r刻忘1第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)； 陽(yáng)207] 步驟9':在新數(shù)據(jù)包到達(dá)后更新數(shù)據(jù)包索引η = η+1，并轉(zhuǎn)至步驟2'; 陽(yáng)20引其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻?，截止時(shí)刻么，數(shù)據(jù)包大小1。在相應(yīng)數(shù)據(jù)包到達(dá)之 前是未知的，最開(kāi)始只有數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔43)，數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸 時(shí)間長(zhǎng)度dE= E(d。)，數(shù)據(jù)包的平均大小1Ε= E(1。）是已知的。 陽(yáng)209]圖6給出了擴(kuò)展到在線模式的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法實(shí)現(xiàn) 流程。離線模式下速率控制調(diào)度在數(shù)據(jù)包傳輸之前就全部完成，而在線模式下調(diào)度貫穿于 整個(gè)傳輸過(guò)程。每個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后，需要重新對(duì)緩存中的數(shù)據(jù)包和未到達(dá)的估計(jì)的數(shù)據(jù)包 建立到達(dá)曲線A(t)、截止曲線D(t)、數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合?'、數(shù)據(jù)包截止時(shí)刻集合? W及 所有時(shí)刻集合T。對(duì)于緩存中的數(shù)據(jù)包，到達(dá)時(shí)刻更改為當(dāng)前時(shí)刻，截止時(shí)刻維持不變，數(shù) 據(jù)包長(zhǎng)度更改為在緩存中待傳輸部分的大小。在下一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)或緩存變空后，在上一 個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻的調(diào)度結(jié)果因不具備實(shí)時(shí)性而作廢。為了減小計(jì)算量，每次采用基于交 互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法僅需得到一個(gè)傳輸段后就可W開(kāi)始傳輸，在該段傳輸 結(jié)束后如果下一個(gè)數(shù)據(jù)包未到達(dá)且緩存也未變空后再捜索下一個(gè)傳輸段，如圖6所示。在 傳輸過(guò)程中任何時(shí)刻遇到緩存變空均需中止，直至下一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后才能再次進(jìn)行調(diào)度 傳輸。第N個(gè)包到達(dá)后，如果緩存變空，所有數(shù)據(jù)包均傳輸完畢，整個(gè)流程結(jié)束，此時(shí)對(duì)應(yīng)的 時(shí)刻正好為主V。
[0210] 當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在專時(shí)刻到達(dá)后，對(duì)于接下來(lái)的N-n個(gè)數(shù)據(jù)包，到達(dá) 時(shí)刻可W估計(jì)為f,, +(J，截止時(shí)刻可W估計(jì)為 屯牛3+.滬，l+23+.dE,…，石+抑-巧)宗+滬::，它們的大小都統(tǒng)一估計(jì)為！e。然后，針 對(duì)緩存中信息已知的數(shù)據(jù)包（包含第η個(gè)數(shù)據(jù)包，也可能包含前面其它未傳完的數(shù)據(jù)包） 和Ν-η個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包，采用基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法得到接下來(lái)的 傳輸速率。如此，在4之后傳輸速率服從該調(diào)度結(jié)果，直至?xí)r刻己，第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)或緩 存變空為止。在時(shí)刻Li，需再次估計(jì)后面的Ν-η-1個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻、截止時(shí)刻及大小， 并進(jìn)一步采用基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法得到接下來(lái)的傳輸速率。W上 過(guò)程不斷循環(huán)，第Ν個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后做最后一次調(diào)度，并按調(diào)度結(jié)果傳輸直至最終時(shí)刻扣。 故，本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法能夠針對(duì)在線模式下針對(duì)具有不 同到達(dá)時(shí)刻及不同截止時(shí)刻的一系列大小不同的數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)最低能耗傳輸（事實(shí)上，只 能無(wú)限逼近最低能耗傳輸）。 陽(yáng)211]與上述方法對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明提供一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝 置，包括：
[0212] 初始化模塊，用于初始化數(shù)據(jù)包索引編號(hào)η = 1 ;
[021引估算模塊，用于當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在畜到達(dá)后，估算接下來(lái)的 Ν-η個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻為ζ W，[ + 2(?，…，ξ +(旅一句！，截止時(shí)刻為 石+名+滬式+2^ + ^正，'..式+(成^-")名+滬-，數(shù)據(jù)包大小都統(tǒng)一估算為16，其中， J二4式；)為數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，dE=E(d。）為數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng)度， 1e=E(1。）為數(shù)據(jù)包的平均大??；
[0214] 新場(chǎng)景建立模塊，用于將緩存中的數(shù)據(jù)包和接下來(lái)N-n個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包作為新的 問(wèn)題場(chǎng)景，建立到達(dá)曲線A(t)，截止曲線D(t)，包到達(dá)時(shí)間集合巧，截止時(shí)刻集合T，W及 所有到達(dá)時(shí)刻和截止時(shí)刻集合T，設(shè)T中元素?cái)?shù)目為K，并對(duì)該新的問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度與 傳輸，包括：
[0215] 第一設(shè)定單元，用于設(shè)定第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之后的傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳 輸段起點(diǎn)時(shí)間索引zi= 1，第一傳輸段起點(diǎn)巧，M = 陽(yáng)216] 第二設(shè)定單元，用于設(shè)定最小到達(dá)斜率=+w，最大截止斜率=0，時(shí)間索 引 k = Zm+1 ; 陽(yáng)217] 判斷單元，用于判斷tk是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，.若是，執(zhí)行第一計(jì)算單 元，否則，執(zhí)行第二計(jì)算單元；
[021引第一計(jì)算單元，用于由點(diǎn)（Tm，U及計(jì)算到達(dá)斜率
[0219] 第一比較單元，用于比較5是否小于己。，若是，執(zhí)行第一更新單元，否則，執(zhí)行第 Ξ比較單元；
[0220] 第一更新單元，用于更新最小到達(dá)斜率=?，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間索引為奇?,=喪； 陽(yáng)221] 第二比較單元，用于比較5。1。是否小于等于^?ax，若是，執(zhí)行第一記錄單元，否則， 執(zhí)行第Ξ比較單元； 陽(yáng)222] 第一記錄單元，用于記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為爲(wèi)，第二傳輸 段的起點(diǎn)時(shí)間索引為2^,1=空·《，起點(diǎn)為（^1，馬"I)二K...，〇?^... )l·并轉(zhuǎn)至傳輸模塊； 陽(yáng)223] 第Ξ比較單元，用于比較η是否等于K，若是，執(zhí)行第二計(jì)算單元，否則，執(zhí)行第Ξ 更新單元；
[0224] 第二計(jì)算單元，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及計(jì)算截止斜率
[02巧]第四比較單元，用于比較技是否大于山》，若是，執(zhí)行第二更新單元，否則，執(zhí)行第 Ξ更新單元； 陽(yáng)226] 第二更新單元，用于更新最大截止斜率里胃=狂，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 時(shí)間索引為至胃=^;
[0227] 第五比較單元，用于比較是否大于等于ξηη，若是，執(zhí)行第二記錄單元，否則， 執(zhí)行第Ξ更新單元； 陽(yáng)22引第二記錄單元，用于記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為馬《=忌。，第二傳輸段 起點(diǎn)時(shí)間索引為Ζ>起點(diǎn)為化.1.4",.4':))，并轉(zhuǎn)至傳輸模塊；
[0229] 第Ξ更新單元，用于更新時(shí)間索引k = k+1，并轉(zhuǎn)至判斷單元； 陽(yáng)230] 傳輸模塊，用于通過(guò)W上各個(gè)模塊得到了第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后的第m個(gè)傳輸段及 其傳輸速率，并據(jù)此傳輸緩存中的數(shù)據(jù)； 陽(yáng)231] 第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)前是否緩存變空或有新的數(shù)據(jù)包到達(dá)， 若是，執(zhí)行第二判斷模塊，否則到當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)后更新m = m+1并執(zhí)行第二設(shè)定單元； 陽(yáng)232] 第二判斷模塊，用于判斷是否在新數(shù)據(jù)包到達(dá)前緩存變空，若是，執(zhí)行比較模塊， 否則執(zhí)行更新模塊； 陽(yáng)233] 比較模塊，用于比較η是否等于N，若是，程序結(jié)束，否則執(zhí)行等待模塊；
[0234] 等待模塊，用于暫停傳輸，直至?xí)r刻第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)；
[0235] 更新模塊，在新數(shù)據(jù)包到達(dá)后用于更新數(shù)據(jù)包索引η = η+1，并轉(zhuǎn)至估算模塊。 陽(yáng)236]與本發(fā)明的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明的基于交 互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置，也能夠針對(duì)在線模式下的具有不同到達(dá)時(shí)刻及不同 截止時(shí)刻的一系列大小不同的數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)最低能耗傳輸。 陽(yáng)237] 下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的有益效果進(jìn)行闡述。
[02測(cè)圖7給出了單位比特傳輸能耗比較，相關(guān)條件設(shè)置為：信道帶寬Β為1. 4MHz，噪聲 功率譜密度N。為-174地m/Hz，傳輸路徑長(zhǎng)度為S = 1000m，路徑損耗為λ = 28. 6+351og i0S 地，數(shù)據(jù)包按泊松過(guò)程到達(dá)，數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)間間隔平均值??根據(jù)數(shù)據(jù)包數(shù)目不同設(shè)置為 不同值，且截止時(shí)刻與到達(dá)時(shí)刻之差的平均值cf為J的兩倍，數(shù)據(jù)包大小均勻分布在 0. 5肺yte至1. 5肺yte之間，考慮的時(shí)間長(zhǎng)度T為10s。可W看到，隨著數(shù)據(jù)包數(shù)目的增加， 單位比特的能耗也增加。不過(guò)，在各種數(shù)據(jù)包數(shù)目的情況下，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)一，本發(fā)明在 離線及在線模式均可大大降低能耗（現(xiàn)有技術(shù)二只是對(duì)子場(chǎng)景一和子場(chǎng)景二給出最低能 耗傳輸實(shí)現(xiàn)算法，對(duì)于本發(fā)明所考慮的場(chǎng)景并未給出算法，因此在圖7中未與本發(fā)明方案 進(jìn)行對(duì)比）。
[0239] 進(jìn)一步的，基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置為具有無(wú)線通信功能的智 能設(shè)備，包括但不限于PC、手機(jī)或平板電腦等。
[0240] W上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)， 在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可w作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法，其特征在于，包括： 步驟1 :設(shè)定傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引Zl= 1，第一傳輸段起點(diǎn) 步驟2 :設(shè)定最小到達(dá)斜率匕"產(chǎn)+?，最大截止斜率0,時(shí)間索引η = ζ "+1 ; 步驟3 :比較ζηΓ^ 2Ν的大小，若z m< 2Ν，執(zhí)行步驟4,否則，執(zhí)行步驟17 ; 步驟4 :判斷^是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合?，若是，執(zhí)行步驟5,否則，執(zhí)行步驟11 ; 步驟5 :由點(diǎn)（1"，LJ及& 計(jì)算到達(dá)斜_ 步驟6 :比較ξ是否小于^^，若是，執(zhí)行步驟7,否則，執(zhí)行步驟10 ; 步驟7 :更新最小到達(dá)斜率ξ* =5,并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 Ζπαη ~ η > 步驟8 :比較是否小于等于，若是，執(zhí)行步驟9,否則，執(zhí)行步驟10 ; 步驟9 :記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為!?"= ，第m+1傳輸段的起點(diǎn)時(shí)間索引 為Zm+1 = ^，起點(diǎn)為（L I人?。? jj，€新傳輸段索引m = m+Ι，并轉(zhuǎn)至步驟2 ; 步驟10 :比較η是否等于2N，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟16 ; 步驟11 :由點(diǎn)CCLJ及^々^^計(jì)算截止斜率2步驟12 :比較匕是否大于，若是，執(zhí)行步驟13,否則，執(zhí)行步驟16 ; 步驟13 :更新最大截止斜率|^ax= χη，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為^^ = η ； 步驟14 :比較是否大于等于匕m，若是，執(zhí)行步驟15,否則，執(zhí)行步驟16 ; 步驟15 :記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為，第m+1傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引為 ^，起點(diǎn)為) = (I，，更新傳輸段索引m = m+Ι，并轉(zhuǎn)至步驟2 ; 步驟16 :更新時(shí)間索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至步驟4 ; 步驟17 :通過(guò)以上步驟得到了各個(gè)傳輸段及其傳輸速率，然后據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳 輸； 其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻，截止時(shí)刻，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度在數(shù)據(jù)包到達(dá)前均已知。2. -種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置，其特征在于，包括： 第一設(shè)定模塊，用于設(shè)定傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引Zl= 1，第 一傳輸段起點(diǎn)= 第二設(shè)定模塊，用于設(shè)定最小到達(dá)斜率^ =4^°，最大截止斜率Lnax= 〇,時(shí)間索引η =ζη+1 ； 第一比較模塊，用于比較Zm與2N的大小，若z "< 2N，執(zhí)行判斷模塊，否則，執(zhí)行傳輸模 塊；判斷模塊，用于判斷1是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f ,若是，執(zhí)行第一計(jì)算模塊，否 貝1J，執(zhí)行第二計(jì)算模塊； 第一計(jì)算模塊，用于由點(diǎn)（!》，LJ及< \計(jì)算到達(dá)斜率： -A ) j 第二比較模塊，用于比較巧是否小于ξ?，若是，執(zhí)行第一更新模塊，否則，執(zhí)行第四比 較模塊； 第一更新模塊，用于更新最小到達(dá)斜率=5，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索 引為; 第三比較模塊，用于比較已是否小于等于若是，執(zhí)行第一記錄模塊，否則，執(zhí)行第 四比較模塊； 第一記錄模塊，用于記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為R"= ，第m+1傳輸段的起 點(diǎn)時(shí)間索引為2"1+1=^!，起點(diǎn)為.(?^._，4^=(^ +1，￡)__^^:，更新傳輸段索引111 = 111+1，并轉(zhuǎn) 至第二設(shè)定模塊； 第四比較模塊，用于比較η是否等于2N，若是，執(zhí)行第二計(jì)算模塊，否則，執(zhí)行第三更新 模塊； 第二計(jì)算模塊，用于由點(diǎn)LJ及& 0計(jì)算截止斜庫(kù)第五比較模塊，用于比較是否大于1^，若是，執(zhí)行第二更新模塊，否則，執(zhí)行第三更 新豐吳塊； 第二更新模塊，用于更新最大截止斜率！_= L·，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索 引為 ^naJi= n ; 第六比較模塊，用于比較是否大于等于，若是，執(zhí)行第二記錄模塊，否則，執(zhí)行 第三更新模塊； 第二記錄模塊，用于記錄第m傳輸段的斜率即傳輸速率為=&n，第m+i傳輸段起點(diǎn) 時(shí)間索引為~+1 =1,起點(diǎn)為(7；μΛ,))，更新傳輸段索引m = m+1，并轉(zhuǎn)至 第二設(shè)定模塊； 第三更新模塊，用于更新時(shí)間索引η = n+1，并轉(zhuǎn)至判斷模塊； 傳輸模塊，用于將數(shù)據(jù)包按以上模塊執(zhí)行后得到的傳輸段及其傳輸速率進(jìn)行傳輸。3. -種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度方法，其特征在于，包括： 步驟Γ :初始化數(shù)據(jù)包索引編號(hào)η = 1 ; 步驟2' ：當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在ξ到達(dá)后，估算接下來(lái)的Ν-η個(gè)數(shù) 據(jù)包的到達(dá)時(shí)亥IJ為-，截止時(shí)亥IJ為 ?+ 22+，，·.·，ξ數(shù)據(jù)包大小都統(tǒng)一估算為 ιΕ，其中， 為數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，dE= E(dn)為數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng)度，1E= E(ln) 為數(shù)據(jù)包的平均大??； 步驟3' ：將緩存中的數(shù)據(jù)包和接下來(lái)N-n個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包作為新的問(wèn)題場(chǎng)景，建立到 達(dá)曲線A (t)，截止曲線D (t)，包到達(dá)時(shí)間集合-f ,截止時(shí)刻集合1，以及所有到達(dá)時(shí)刻和截 止時(shí)刻集合T，設(shè)T中元素?cái)?shù)目為K，并對(duì)該新的問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度與傳輸，包括： 步驟31' ：設(shè)定第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之后的傳輸段索引編號(hào)m= 1，第一傳輸段起點(diǎn)時(shí)間 索引Zq= 1，第一傳輸段起點(diǎn)（7:.4 )=(/__ .0); 步驟32' ：設(shè)定最小到達(dá)斜率4 ，最大截止斜率Lnax= 0,時(shí)間索引k = z n+l ; 步驟33' ：判斷4是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f，若是，執(zhí)行步驟34'，否則，執(zhí)行步 驟 310' ； 步驟34' ：由點(diǎn)（H)及計(jì)算到達(dá)斜率步驟35' ：比較^.是否小于，若是，執(zhí)行步驟36'，否則，執(zhí)行步驟39' ； 步驟36 ' ：更新最小到達(dá)斜率ξ* = 5，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為 步驟37' ：比較〃_是否小于等于，若是，執(zhí)行步驟38'，否則，執(zhí)行步驟39' ； 步驟38' ：記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為R"= ，第二傳輸段的起點(diǎn)時(shí)間索引 為 Zn+1= U，起點(diǎn)為(L, ,Λ, = ))，并轉(zhuǎn)至步驟 4' ； 步驟39' ：比較η是否等于K，若是，執(zhí)行步驟310'，否則，執(zhí)行步驟315' ； 步驟310' ：由點(diǎn)（1"，LJ及。一 計(jì)算截止斜_步驟311' ：比較&是否大于，若是，執(zhí)行步驟312'，否則，執(zhí)行步驟315' ； 步驟312' ：更新最大截止斜率Lnax= Ik，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索引為^max =k ； 步驟313' ：比較是否大于等于，若是，執(zhí)行步驟314'，否則，執(zhí)行步驟315' ； 步驟314' ：記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為尺" ，第二傳輸段起點(diǎn)時(shí)間索引 為U = ^，起點(diǎn)為(U?11) = D，并轉(zhuǎn)至步驟4' ； 步驟315' ：更新時(shí)間索引k = k+Ι，并轉(zhuǎn)至步驟33' ； 步驟4' ：通過(guò)以上步驟得到了第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后的第m個(gè)傳輸段及其傳輸速率，并 據(jù)此傳輸緩存中的數(shù)據(jù)； 步驟5' ：判斷當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)前是否緩存變空或有新的數(shù)據(jù)包到達(dá)，若是，執(zhí)行步驟 6'，否則到當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)后更新m = m+1并執(zhí)行步驟32' ； 步驟6' ：判斷是否在新數(shù)據(jù)包到達(dá)前緩存變空，若是，執(zhí)行步驟7'，否則執(zhí)行步驟9' ； 步驟7' ：比較η是否等于N，若是，程序結(jié)束，否則執(zhí)行步驟8' ； 步驟8' ：暫停傳輸，直至?xí)r刻ξ+1第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)； 步驟9' ：在新數(shù)據(jù)包到達(dá)后更新數(shù)據(jù)包索引η = η+1，并轉(zhuǎn)至步驟2' ； 其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻ξ，截止時(shí)刻L，數(shù)據(jù)包大小ln在相應(yīng)數(shù)據(jù)包到達(dá)之前是 未知的，最開(kāi)始只有數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔<_<卜數(shù)據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng) 度dE= E(dn)，數(shù)據(jù)包的平均大小1E= E(1 n)是已知的。4. 一種基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置，其特征在于，包括： 初始化模塊，用于初始化數(shù)據(jù)包索引編號(hào)η = 1 ; 估算模塊，用于當(dāng)?shù)讦莻€(gè)數(shù)據(jù)包在ξ到達(dá)后，估算接下來(lái)的Ν-η個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻為 tn +{N - n)d ，截止時(shí)亥[| 為 4 + J + 以五，4 + 22+以￡，…，4 + (i -+ 五， 數(shù)據(jù)包大小都統(tǒng)一估算為1Ε，其中，@ = )為數(shù)據(jù)包平均到達(dá)時(shí)間間隔，dE = E (d η)為數(shù) 據(jù)包平均可允許的傳輸時(shí)間長(zhǎng)度，1Ε= Ε(1 η)為數(shù)據(jù)包的平均大??； 新場(chǎng)景建立模塊，用于將緩存中的數(shù)據(jù)包和接下來(lái)Ν-η個(gè)估計(jì)的數(shù)據(jù)包作為新的問(wèn)題 場(chǎng)景，建立到達(dá)曲線A(t)，截止曲線D(t)，包到達(dá)時(shí)間集合f ,截止時(shí)刻集合?，以及所有 到達(dá)時(shí)刻和截止時(shí)刻集合T，設(shè)T中元素?cái)?shù)目為K，并對(duì)該新的問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度與傳輸， 包括： 第一設(shè)定單元，用于設(shè)定第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)之后的傳輸段索引編號(hào)m = 1，第一傳輸段 起點(diǎn)時(shí)間索引Zq= 1，第一傳輸段起點(diǎn)= .0); 第二設(shè)定單元，用于設(shè)定最小到達(dá)斜率^? ，_最大截止斜率1_= 0,時(shí)間索引k = zm+l ; 判斷單元，用于判斷4是否屬于數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻集合f ,若是，執(zhí)行第一計(jì)算單元，否 貝1J，執(zhí)行第二計(jì)算單元； 第一計(jì)算單元，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及$ 計(jì)算到達(dá)斜率第一比較單元，用于比較是否小于^^，若是，執(zhí)行第一更新單元，否則，執(zhí)行第三比 較單元； 第一更新單元，用于更新最小到達(dá)斜率I ，并記錄最小到達(dá)斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索 引為^=1; 第二比較單元，用于比較tn .是否小于等于，若是，執(zhí)行第一記錄單元，否則，執(zhí)行第 三比較單元； 第一記錄單元，用于記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為匕=，第二傳輸段的起點(diǎn) 時(shí)間索引為Zm+1 = ^，起點(diǎn)為（乙i. , ) = . y，并轉(zhuǎn)至傳輸模塊； 第三比較單元，用于比較η是否等于K，若是，執(zhí)行第二計(jì)算單元，否則，執(zhí)行第三更新 單元； 第二計(jì)算單元，用于由點(diǎn)（Tm，Lm)及！0計(jì)算截止斜率j第四比較單元，用于比較&是否大于，若是，執(zhí)行第二更新單元，否則，執(zhí)行第三更 新單元； 第二更新單元，用于更新最大截止斜率1^= H，并記錄最大截止斜率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間索 引為 ^naJi= k ; 第五比較單元，用于比較是否大于等于匕《，若是，執(zhí)行第二記錄單元，否則，執(zhí)行 第三更新單元； 第二記錄單元，用于記錄第一傳輸段的斜率即傳輸速率為尺,，第二傳輸段起點(diǎn) 時(shí)間索引為^+1^_，起點(diǎn)為（U"Mi)=^-并轉(zhuǎn)至傳輸模塊； 第三更新單元，用于更新時(shí)間索引k = k+Ι，并轉(zhuǎn)至判斷單元； 傳輸模塊，用于通過(guò)以上各個(gè)模塊得到了第η個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)后的第m個(gè)傳輸段及其傳 輸速率，并據(jù)此傳輸緩存中的數(shù)據(jù)； 第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)前是否緩存變空或有新的數(shù)據(jù)包到達(dá)，若是， 執(zhí)行第二判斷模塊，否則到當(dāng)前傳輸段終點(diǎn)后更新m = m+1并執(zhí)行第二設(shè)定單元； 第二判斷模塊，用于判斷是否在新數(shù)據(jù)包到達(dá)前緩存變空，若是，執(zhí)行比較模塊，否則 執(zhí)行更新模塊； 比較模塊，用于比較η是否等于N，若是，程序結(jié)束，否則執(zhí)行等待模塊； 等待模塊，用于暫停傳輸，直至?xí)r刻ξ+1第η+1個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)； 更新模塊，用于在新數(shù)據(jù)包到達(dá)后更新數(shù)據(jù)包索引η = η+1，并轉(zhuǎn)至估算模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置，其特征在 于，所述基于交互式斜率比較的數(shù)據(jù)包傳輸調(diào)度裝置為具有無(wú)線通信功能的智能設(shè)備，包 括但不限于PC、手機(jī)或平板電腦。
【文檔編號(hào)】H04W72/12GK105873224SQ201510031527
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日
【發(fā)明人】劉思平
【申請(qǐng)人】北京永安信通科技有限公司