湖南工商大学张胜获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南工商大学申请的专利一种基于频域特征分析与动态权重调整的智能网络拥塞控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120378375B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510868630.9,技术领域涉及:H04L47/283;该发明授权一种基于频域特征分析与动态权重调整的智能网络拥塞控制方法是由张胜;刘思懿;赵珏;段佳卓;彭裕发;殷之恒;黄旭设计研发完成,并于2025-06-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于频域特征分析与动态权重调整的智能网络拥塞控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于频域特征分析与动态权重调整的智能网络拥塞控制方法,采集网络往返时延RTT和队列长度,计算抖动值。对抖动值执行DFT转换为频域,然后计算高频能量占比。再构建状态向量,然后基于卡尔曼滤波模型对状态向量进行实时的网络状态估计,以获得网络的状态估计值。根据高频能量占比,动态调整RTT、队列长度和频域特征的权重,然后根据权重来对PID控制器的参数进行自适应调整。最后将PID控制器所产生的PID控制信号转化为发送速率调整动作或显式拥塞通知,从而实时抑制网络拥塞。本发明能够显著提升数据中心网络在高负载、复杂网络环境下的性能,减少延迟、提高吞吐量、避免数据包丢失,增强网络的自适应能力。
本发明授权一种基于频域特征分析与动态权重调整的智能网络拥塞控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于频域特征分析与动态权重调整的智能网络拥塞控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,基于时间来采集网络往返时延RTT和队列长度数据,然后按固定窗口大小来对数据进行时域分段后计算抖动值; 步骤2,分别对RTT和队列长度的每段数据的抖动值执行离散傅里叶变换DFT以转换为频域,然后计算频域中的高频能量占比; 步骤3,构建包含RTT偏差、队列长度和高频能量占比的状态向量,然后基于卡尔曼滤波模型对状态向量进行实时的网络状态估计,以获得网络的RTT估计值、队列长度估计值和频域特征估计值; 步骤4,根据高频能量占比,通过Sigmoid函数动态调整RTT、队列长度和频域特征的权重,然后根据权重来对PID控制器的参数进行自适应调整; 步骤5,将PID控制器所产生的PID控制信号转化为发送速率调整动作或显式拥塞通知ECN,从而实时抑制网络拥塞; 所述步骤2包括: 根据下式对每段数据的抖动值执行离散傅里叶变换DFT: ; 其中为频谱第k点对应的复频域系数,为固定窗口的长度,表示每段数据的抖动值,是自然底数,表示虚数单位,表示圆周率,表示每段数据中的第个采样时刻; 然后根据下式计算频域中的高频能量占比: ; 其中是设定的频率阈值,决定了高频部分的起始频率,表示第k个频率点上的能量,是高频成分能量相对于信号总能量的比例,即高频能量占比; 所述步骤4中,通过Sigmoid函数动态调整RTT、队列长度和频域特征的权重的过程包括: 首先利用Sigmoid函数将高频能量占比动态映射到权重调整系数中,从而动态调整RTT权重,然后再基于RTT权重来进一步设置队列长度权重和高频能量占比权重: ; ; ; 其中表示RTT的权重,为调节灵敏度系数,是高频能量占比的阈值,为自然底数,表示在时刻的频域特征中高频能量占比; 表示队列长度权重; 表示高频能量占比权重; 所述步骤4中,根据权重来对PID控制器的参数进行自适应调整包括: 基于以下各式来对PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益三个参数分别进行调整: ; ; ; 其中是初始比例增益,是比例增益的调整因子; 是初始积分增益,是积分增益的调整因子,表示PID控制器的控制误差,是误差阈值,表示其他情况; 是初始微分增益,是微分增益的调整因子。
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