湖南工商大學張勝獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉湖南工商大學申請的專利一種基于頻域特征分析與動態權重調整的智能網絡擁塞控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120378375B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-02發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510868630.9,技術領域涉及:H04L47/283;該發明授權一種基于頻域特征分析與動態權重調整的智能網絡擁塞控制方法是由張勝;劉思懿;趙玨;段佳卓;彭裕發;殷之恒;黃旭設計研發完成,并于2025-06-26向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于頻域特征分析與動態權重調整的智能網絡擁塞控制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于頻域特征分析與動態權重調整的智能網絡擁塞控制方法,采集網絡往返時延RTT和隊列長度,計算抖動值。對抖動值執行DFT轉換為頻域,然后計算高頻能量占比。再構建狀態向量,然后基于卡爾曼濾波模型對狀態向量進行實時的網絡狀態估計,以獲得網絡的狀態估計值。根據高頻能量占比,動態調整RTT、隊列長度和頻域特征的權重,然后根據權重來對PID控制器的參數進行自適應調整。最后將PID控制器所產生的PID控制信號轉化為發送速率調整動作或顯式擁塞通知,從而實時抑制網絡擁塞。本發明能夠顯著提升數據中心網絡在高負載、復雜網絡環境下的性能,減少延遲、提高吞吐量、避免數據包丟失,增強網絡的自適應能力。
本發明授權一種基于頻域特征分析與動態權重調整的智能網絡擁塞控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于頻域特征分析與動態權重調整的智能網絡擁塞控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,基于時間來采集網絡往返時延RTT和隊列長度數據,然后按固定窗口大小來對數據進行時域分段后計算抖動值; 步驟2,分別對RTT和隊列長度的每段數據的抖動值執行離散傅里葉變換DFT以轉換為頻域,然后計算頻域中的高頻能量占比; 步驟3,構建包含RTT偏差、隊列長度和高頻能量占比的狀態向量,然后基于卡爾曼濾波模型對狀態向量進行實時的網絡狀態估計,以獲得網絡的RTT估計值、隊列長度估計值和頻域特征估計值; 步驟4,根據高頻能量占比,通過Sigmoid函數動態調整RTT、隊列長度和頻域特征的權重,然后根據權重來對PID控制器的參數進行自適應調整; 步驟5,將PID控制器所產生的PID控制信號轉化為發送速率調整動作或顯式擁塞通知ECN,從而實時抑制網絡擁塞; 所述步驟2包括: 根據下式對每段數據的抖動值執行離散傅里葉變換DFT: ; 其中為頻譜第k點對應的復頻域系數,為固定窗口的長度,表示每段數據的抖動值,是自然底數,表示虛數單位,表示圓周率,表示每段數據中的第個采樣時刻; 然后根據下式計算頻域中的高頻能量占比: ; 其中是設定的頻率閾值,決定了高頻部分的起始頻率,表示第k個頻率點上的能量,是高頻成分能量相對于信號總能量的比例,即高頻能量占比; 所述步驟4中,通過Sigmoid函數動態調整RTT、隊列長度和頻域特征的權重的過程包括: 首先利用Sigmoid函數將高頻能量占比動態映射到權重調整系數中,從而動態調整RTT權重,然后再基于RTT權重來進一步設置隊列長度權重和高頻能量占比權重: ; ; ; 其中表示RTT的權重,為調節靈敏度系數,是高頻能量占比的閾值,為自然底數,表示在時刻的頻域特征中高頻能量占比; 表示隊列長度權重; 表示高頻能量占比權重; 所述步驟4中,根據權重來對PID控制器的參數進行自適應調整包括: 基于以下各式來對PID控制器的比例增益、積分增益和微分增益三個參數分別進行調整: ; ; ; 其中是初始比例增益,是比例增益的調整因子; 是初始積分增益,是積分增益的調整因子,表示PID控制器的控制誤差,是誤差閾值,表示其他情況; 是初始微分增益,是微分增益的調整因子。
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