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US 20120259989A1( 1 9 ) United S t a t e s( 1 2 ) Patent Application Publication ( 1 0 ) P u b . N o . : US 2 0 1 2 / 0 2 5 9 9 8 9 A 1

C o u s i n s ( 4 3 ) P u b . D a t e : O c t . 1 1 , 2012( 5 4 ) TELECOMMUNICATIONS PROTOCOLWITH ( 5 7 ) ABSTRACT

PIDCONTROLOFDATATRANSMISSION . . . . .RATE A omputer d a t a t r a n s m 1 s s 1 o n s y s t e m i s p r o v i d e d w 1 t h p r op o r t i o n a l - i n t e g r a l - d e r i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l o v e r a d a t a t r a n smission a t e s o a s t o maximize us e of v a i l a b l e bandwidth of

( 7 5 ) I n v e n t o r : Robert C o u s i n s , S a r a t o g a , CA a d a t a g r a m - b a s e d n e t w o r k . A a t a c h a n n e l a n d a s e p a r a t e(US) f e e d b a c k c h a n n e l a r e e s t a b l i s h e d between t h e s e n d e r and

r e c e i v e r u n i t s o f t h e s y s t e m . The s e n d e r u n i t c o u p l e d t o t h e( 7 3 ) A s s i g n e e SARATOGA DATA SYSTEMS, d a t a a n d f e e d b a c k c h a n n e l s s e n d s d a t a g r a m s o v e r t h e d a t ac h a n n e l t o t h e r e c e i v e r c o n t i n u o u s l y u n t i l a s o u r c e of a t a i se x h a u s t e d o r p a u s e d by t h e r e c e i v e r u n i t . The r e c e i v e r u n i t

s e n d s acknowledgment messages o v e r t h e f e e d b a c k c h a n n e lI N C . , S c h e n e c t a d y , NY U )

pp. 0. : , to t esen erunit t r e etermme mterva . contro er2 1 ) A N 13/082 869 h d ' p d ' d ' l APID 1 1i n t h e s e n d e r u n i t u s e s t h e i n f o r m a t i o n p r o v i d e d i n t h e

( 2 2 ) F i l e d . Apr 8 2 0 11 a c k n o w l e d g m e n t m e s s a g e s t o t r a c k u n s u c c e s s f u l l y t r a n s m i t. . , t e d d a t a g r a m s and o a d a p t t h e d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e t o a n yc h a n g i n g n e t w o r k t r a n s f e r c o n d i t i o n s . I n p a r t i c u l a r , t h e r a t ePublication C l a s s i ? c a t i o n of datagram l o s s m ay be used a s a PID p r o c e s s v a r i a b l e t o

( 5 1 ) I n t Cl c o n t r o l a n i n t e r - d a t a g r a m d e l a y o f h e s e n d e r . T h e r e m ay l s o' ' be absolute speed an d transmission r a t e acceleration/decelG06F 1 5 / 1 6 ( 2 0 0 6 0 1 ) e r a t i o n l i m i t s c o n s t r a i n i n g t h e PID c o n t r o l . PID c o n t r o l m aya l s o b e a d a p t e d o r d a t a c o m p r e s s i o n o n t r o l , d a t a g r a m b l o c k

( 5 2 ) US. C l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709/228 s i Z e s , and e g r e e of edundancy i n t h e datagrams se n t .

1 1R E C I E V E SYN /DATAGRAMl

C O M P U T E N3DESIREDERRoR RA TEl

C O M P U T E /15ACTUALERRoR RATEl

C O I V I P U T E /17P I DMANIPULATEDVARIABLEl

M A X H V I I Z E / 9MANIP vA RIMPACT ONSPEEDi

M I N I M I Z E / 2 1MANIP vARAT 8

C O M P U T E NEW /23lNTER-DATAGRAMDELAY

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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t io n O c t . 1 1 , 2012 S h e e t 1 0 f 4 US 2 0 1 2 / 0 2 5 9 9 8 9 A 1

1 1R E C I E V E SYN /D A T A G R A I V Ii

C O M P U T E /13DESIREDERROR RATEl

C O M P U T E /15ACTUALERROR RATEi

COMPUTE / 7P I DMANIPULATEDVARIABLEl

I v I A x I I v I I z E /19MANIP vA RIMPACT ONSPEED

lM I N I I V H Z E / 2 1MANIP vARA TS

IC O M P U T E NEW /23l N T E R - D A T A G R A I V IDELAY

? F i g ' . l

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3 1MAXIMUM CH ANNEL THROUGHPUT /

BANDWIDTH AVAILABLE

T HO U G H P U T OTHER TRAFFIC 'TIME

E F i g . 2

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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n O c t . 1 1 , 2012 S h e e t 3 of 4 US 012/0259989 A 1

? F i g . 3 P r i o r A r t )

A o J i > A 0T A 1 > A 1F 2 > A 2

A s > A sPLURIBUSPROCESSOR

i) L U R I B U SPROCESSOR@_ ? F i g . 4 P r i o r A r t )

M i i i i i i i i% W

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STREAM BROKENI N T O C H A P T E R S HFWI N P U TD A T A S T R E A M CD 1 2 COO N

D A T A G R A I V I S { H H H H O O O HP L U R I B U S

l LT R A N S F O R M E D T R A N S M I S S I O ND A T A G R A M S 1 . 5 X O R { W e O H __>ORE VERSUS H A P T E R ) O F DATAGRAMS

T i g " . 5 P r i o r A r t )

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US 2012/0259989 A 1

TELECOMMUNICATIONS PROTOCOL WITHPID CONTROL OF DATA TRANSMISSION

RATE

TECHNICAL FIELD[ 0 0 0 1 ] The r e s e n t i n v e n t i o n e l a t e s t o c o m p u t e r d a t a t r a n sm i s s i o n s y s t e m s and ethods o r d a t a t r a n s f e r o v e r n e t w o r k s ,s u c h a s t h e i n t e m e t u s i n g T C P / I P , a n d i n p a r t i c u l a r c o n t r o l o fd a t a t r a n s m i s s i o n r a t e s i n s u c h s y s t e m s b a s e d on c h a n g i n gd a t a t r a n s f e r c o n d i t i o n s i n s u c h n e t W o r k s .

BACKGROUND ART[ 0 0 0 2 ] I n r e c e n t y e a r s , some l i m i t e d a t t e m p t s have beenmade o a p p l y s o f t W a r e PI D o n t r o l t o c o n t r o l computer a t an e t W o r k t r a f ? c . C o n s i s t e n t W i t h t h e h i s t o r i c a l a p p l i c a t i o n o fh a r d W a r e PI D o n t r o l l e r s , t h e s e a p p l i c a t i o n s h a v e f o c u s e d ons t a b i l i z i n g t r a ? i c t o a v o i d h i g h l y ? u c t u a ti n g d a t a t r a n s m i ss i o n r a t e s .[ 0 0 0 3 ] A W e y a , e t a l . , i n R a t e - b a s e d p r o p o r t i o n a l - i n t e g r a lc o n t r o l scheme o r a c t i v e q u e u e management, n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o f N e t w o r k M a n a g e m e n t , March 2 0 0 6 , p r e s e n t at W o - t e r m P r o p o r t i o n a l - I n t e g r a l ( P I ) c o n t r o l a l g o r i t h m t h a te n a b l e s r a t e - b a s e d A c t i v e Q u e u e M a n a g e m e n t (AQM)schemes t o match h e a g g r e g a t e r a t e of h e a c t i v e TCP co nn e c t i o n s t o t h e a v a i l a b l e c a p a c i t y W h i l e m a i n t a i n i n g m i n i m a lq u e u e s i z e a n d h i g h l i n k u t i l i z a t i o n .[ 0 0 0 4 ] H o n g , e t a l . , i n D e s i g n o f A d a p t i v e P I R a t e C ont r o l l e r f o r B e s t - E f f o r t T r a ? i c i n t h e I n t e r n e t Based on PhaseM a r g i n , IEEE r e s s , A p r i l 2 0 0 7 , p r o p o s e d a P I r a t e c o n t r o ll e r t o p r o v i d e b e s t - e f f o r t t r a ? i c i n t h e I n t e r n e t . T h i s AQMc o n t r o l s y s t e m a i m s t o i m p r o v e t r a n s i e n t b e h a v i o r b y a d a p ti n g t o s u d d e n c h a n g e s i n t h e n e t W o r k e n v i r o n m e n t .[ 0 0 0 5 ] L i Y u , e t a l . , i n An n a l y s i s a n d I m p l e m e n t a t i o nS t u d y on a R o b u s t C o n g e s t i o n C o n t r o l l e r f o r t h e I n t e r n e t ,I n t e r n a t i o n a l Conference on Advanced Infocomm Technolo g y , J u l . 2 9 - 3 1 , 2 0 0 8 , S h e n z h e n , C h i n a , d e s c r i b e a PI D cont r o l l e r f o r I n t e r n e t c o n g e s t i o n c o n t r o l , t h e main a d v a n c eb e i n g t s r o b u s t n e s s i n a d a p t i n g t o d y n a m i c n e t W o r k s .[ 0 0 0 6 ] I n c o n t r a s t , a n i m p o r t a n t g o a l o f t h e p r e s e n t i n v e nt i o n s to maximize h e d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e W i t h i n a v a i l a b l ebandWidth l i m i t s , i . e . t o t r a n s m i t d a t a g r a m s as r a p i d l y a sp o s s i b l e W h i l e a v o i d i n g u n a c c e p t a b l e a m o u n t s o f d a t a g r a ml o s s e s o r c o r r u p t i o n u n d e r c h a n g i n g n e t W o r k c o n d i t i o n s .

SUMMARYDISCLOSURE[ 0 0 0 7 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n i s a c o m p u t e r d a t a t r a n s m i ss i o n s y s t e m , a n d a c o r r e s p o n d i n g m e t h o d , c o n ? g u r e d t ot r a n s f e r d a t a betWeen sender n i t an d r e c e i v e r u n i t over ad a t a g r a m - b a s e d n e t W o rk , W h e r e i n t h e d a t a t r a n s f e r s c h a r a ct e r i z e d by us e of feedback system over h e t r a n s m i s s i o n r a t eso a s t o maximize use of a v a i l a b l e bandWidth i n an e s t a bl i s h e d d a t a c h a n n e l o f t h e n e t W o r k . On e i m p l e m e n t a t i o n o ft h e f e e d b a c k s y s t e m u s e s p r o p o r t i o n a l - i n t e g r a l - d e r i v a t i v e( P I D ) c o n t r o l o v e r t h e d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e . F o r e x a m p l e ,t h e PID o n t r o l can d j u s t an n t e r - d a t ag r a m d e l a y based onr a t e o f d a t a g r a m l o s s , a s d e t e r m i n e d f r o m a c k n o W l e d g e m e n tmessages received over an e s t a b l i s h e d feedback c h a n n e l .T h a t a d j u s t e d d e l a y e s t a b l i s he s t he d u r a t i o n b e t W e e n t h es e n d i n g o f c o n s e c u t i v e d a t a g r a m s . T h c PID c o n t r o l t h c r c b ym a x i m i z e s t h e d a t a t r a n s m i s s i o n a t e a c c o r d i n g t o ? u c t u a t i n gnetWork a t a t r a n s f e r c o n d i t i o n s .[ 0 0 0 8 ] I n o n e p a r t i c u l a r e m b o d i m e n t , t h e s y s t e m a n dmethod o n t a i n i n g t h i s PID o n t r o l m ay e i m p l e m e n t e d n t o

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

d a t a t r a n s f e r t e c h n o l o g y r e f e r r e d to h e r e i n a s F l u m e . Flumei s a p a t e n t p e n d i n g t e c h n o l o g y ( s e e a p p l i c a n t s US P a t e n tA p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n 2 0 0 8 / 0 2 2 5 8 4 2 A l , W h i c h s i n c o r p or a t e d h e r e i n b y r e f e r e n c e ) t h a t Was d e v e l o p e d t o i m p r o v e t h ee f ? c i e n c y ( s p e e d a n d t h r o u g h p u t ) o f o n g d i s t a n c e d a t a t r a n sm i s s i o n o v e r t h e i n t e m e t u s i n g TCP/IP and UDP. Th e r e s e n ti n v e n t i o n e n h a n c e s t h a t t e c h n o l o g y b y a p p l y i n g m o d i ? e dP r o p o r t i o n a l - I n t e g r a l - D e r i v a t i v e c o n t r o l ( P I D ) t o F l u m e st r a n s m i s s i o n r a t e c o n t r o l p r o c e s s e s , s o a s t o optimize t h et r a n s m i s s i o n r a t e ( a c c e l e r a t i n g and e c e l e r a t i n g a s n e c e s s a r yt o m a i n t a i n maximum p e e d W i t h i n l i m i t s ) , r a t h e r t h a n s t a b il i z e t h e speed t some r e s e t v a l u e a s Would be a c h i e v e d W i t ht r a d i t i o n a l PID. Flume s a b l e t o t r a n s m i t d a t a over a loWq u a l i t y i n t e r n e t c o n n e c t i o n a s q u i c k l y as p o s s i b l e . LoWq u a l i t y n e t W o r k c o n d i t i o n s i n c l u d e i n t e r m i t t e n t c o n n e c t i o nW h e r e i n t h e n e t W o r k e x p e r i e n c e s r e g u l a r l y r e c u r r i n g l o s s o fc o m m u n i c a t i o n , h i g h n e t W o r k l a t e n c i e s , s u b s t a n t i a l d a t agram o ss o r c o r r u p t i o n , c o n s t a n t l y v a r y i n g a m o u n t s o f v a i la b l e b a n d W i d t h , a n d r e a l - t i m e c h a n g e s i n r o u t i n g f r o m o n ed a t a g r a m t o t h e n e x t . I n t e r n a l l y , Flume v i e W s a h i g h l a t e n c yc o n n e c t i o n a s a s t o r a g e d e v i c e . For x a m p l e , a 1 megabyte e rsecond c h a n n e l W i t h 500 m s a t e n c y can t o r e a p p r o x i m a t e l y50 0 KB f d a t a g r a m s . B u t t h e c h a n g i n g n e t W o r k c a u s e s t h es i z e o f hi s s t o r a g e d e v i c e to change from moment o moment.[ 0 0 0 9 ] I d e a l l y , F l u m e W o u l d t r a n s m i t d a t a g r a m s a t e x a c t l yt h e r a t e of h e a v a i l a b l e bandWidth such h a t no datagrams a r ed r o p p e d d u e t o c o n g e s t i o n , y e t s e n d i n g a n y a d d i t i o n a l d a t agrams Would e s u l t i n d r o p s . T h i s i s t h e i d e a l Which Flumem e a s u r e s i t s e l f a g a i n s t . The o l e o f t h e PID component f h ep r e s e n t i n v e n t i o n i s t o measure t h e d i f f e r e n c e betWeen t h ei n s t a n t a n e o u s l y a v a i l a b l e b a n d W i d t h a n d t h e b a n d W i d t hFlume r i e s t o u s e an d h e n t o t a i l o r Flumes demands o s t a yj u s t W i t h i n t h e b a n d W i d t h e n v e l o p e . I f t h e a v a i l a b l e b a n dW i d t h e n v e l o p e s h r i n k s ( p e r h a p s d u e o a n o t h e r a p p l i c a t i o n su s e o f t h e c h a n n e l ) , t h e d r o p r a t e i n c r e a s e s c a u s i n g t h e e r r o rt e r m to i n c r e a s e and c a u s i n g Flume to s l o W i t s t r a n s m i s s i o nr a t e . T h e n , o v e r t i m e , Flume W i l l a t t e m p t t o a c c e l e r a t e i t st r a n s m i s s i o n ( d u e to t h e i n t e g r a l t e r m ) u n t i l t h e e r r o r r a t eb e g i n s t o c l i m b a g a i n .[ 0 0 1 0 ] I n y e t a n o t h e r e m b o d i m e n t , a s y s t e m a n d methodc o n t a i n i n g PI D c o n t r o l i n a c c o r d W i t h t h e i n v e n t i o n m ay ef u r t h e r e n h a n c e d b y i m p l e m e n t i n g i t f o r y et a n o t h e r d a t at r a n s f e r t e c h n o l o g y r e f e r r e d t o h e r e i n a s P l u r i b u s . P l u r i b u si s a t e c h n o l o g y ( s e e US a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n 2 0 0 9 /0 2 0 4 8 5 9 A l , W h i c h s i n c o r p o r a t e d h e r e i n b y r e f e r e n c e ) t h a ta l l o W s c r e a t i o n o f c o n t r o l l e d amounts o f r e d u n d a n c y and h eu s e of t h e redundancy t o r e c o v e r t h e i n i t i a l d a t a . The PIDt e c h n o l o g y c o u l d b e u s e d o c o n t r o l t h e number f r e d u n d a n td a t a g r a m s t r a n s m i t t e d i n i t i a l l y b a s e d on h e number f d a t agrams t h a t a r e p r e d i c t e d t o be l o s t o u t of each se t of n i t i a ld a t a g r a m s . PI D o n t r o l m i n i m i z e s t h e o v e r u s e o f e d u n d a n c y .

B RIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS[ 0 0 1 1 ] F I G . 1 i s a H ow diagram o f a s e n d e r u n i t s PI Dc o n t r o l a l g o r i t h m f o r i m p l e m e n t i n g PI D c o n t r o l o v e r d a t atransmission a t e i n a netWork.[ 0 0 1 2 ] F I G . 2 i s a g r a p h of a t y p i c a l d a t a c h a n n e l W i t h amaximum h r o u g h p u t a n d ty p i c a l v a r i a b l e t r a f ? c , W h e r e i n as e n d e r u n i t i n a system c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t i n v e n t i o n u s e sPID c o n t r o l to t r a c k a v a i l a b l e bandWidth and send t a d a t at r a n s m i s s i o n r a t e t h a t u s e s a s much of h e v a r i a b l e a v a i l a b l ebandWidth o f t h e d a t a c h a n n e l a s p o s s i b l e .

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7/12

US 2012/0259989 A 1

[ 0 0 1 3 ] F I G S . 3 a n d 4 ar e b l o c k d i a g r am s i l l u s t r a t i n g i n p u tand u t p u t d a t a s t r e a m s i n tW o e s p e c t i v e modes f a P l u r i b u si m p l e m e n t e d s y s t e m .[ 0 0 1 4 ] F I G . 5 i s a b l o c k d i a g r a m i l l u s t r a t i n g t h e b a s i co p e r a t i o n o f P l u r i b u s i m p l e m e n t e d d a t a t r a n s m i s s i o n .

DETAILED DESCRIPTION[ 0 0 1 5 ] Feedback b a s e d c o n t r o l s y s t e m s a r e t h e b a s i cmechanism o r most c o n t r o l s y s t e m s . U s u a l l y , f e e d b a c k s y stems a r e based upon a mathematical r e l a t i o n s h i p betWeene r r o r an d a p r o c e s s v a r i a b l e ( o r sets t h e r e o f i n t h e m u l t i d im e n s i o n a l c a s e ) . F o r p u r p o s e s o f t h i s d i s c l o s u r e , a p r o p o rt i o n a l - i n t e g r a l - d e r i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l s y s t e m s u s e d , b u t ts h o u l d b e a p p a r e n t t o t h o s e h a v i n g s k i l l i n t h e a s s o c i a t e d a r t st h a t o t h e r s u i t a b l e m a t h e m a t i c a l o r a l g o r i t h m i c b a s e d c o n t r o lp r o c e s s e s c o u l d be used o a c h i e v e t h e same a s i c e n d s . Theke y i s t h e u s e o f f e e d b a c k and s t o r a g e o f state to c o n t r o lo n g o i n g o p e r a t i o n s .[ 0 0 1 6 ] P r o p o r t i o n a l - i n t e g r a l - d e r i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l i smost commonly s e d i n i n d u s t r i a l a p p l i c a t i o n s t o s t a b i l i Z e t h eb e h a v i o r o f m a c h i n e s . B a s i c a l l y , PID o n t r o l l e r s m o n i t o r t h ee r r o r betWeen a p r o c e s s v a r i a b l e ( e . g . , s p e e d ) o f a machinea n d a d e s i r e d s e t p o i n t a n d t h e n a d j u s t c o n t r o l i n p u t s t o m i n imiZe h e e r r o r . The a s i s of PI D system s feedbackioutputa v a l u e , measure e r r o r and h e n a d a p t . An n p u t i s r e p e a t e d l ymeasured, an e r r o r v a l u e i s determined and an o u t p u t i schanged based on t h a t e r r o r v a l u e . PID s e e k s to produce ano p t i m al v a l u e f o r t h e m o n i t o r e d v a r i a b l e MV , Which i s af u n c t i o n o f t h r e e t y p e s o f a l c u l a t i o n s :

[ 0 0 1 7 ] P r o p o r t i o n a l ( g a i n ) : W h e r e t h e o u t p u t i s p r o p o rt i o n a l t o t h e e r r o r value[ 0 0 1 8 ] I n t e g r a l ( r e s e t ) : W h e r e t h e o u t p u t i s p r o p o r t i o n a lt o t h e i n t e g r a l ( m a g n i t u d e a n d d u r a t i o n ) o f t h e e r r o rv a l u e

[ 0 0 1 9 ] D i f f e r e n t i a l ( r a t e ) : W h e r e t h e o u t p u t i s p r o p o rt i o n a l t o t h e d e r i v a t i v e ( c h a n g e o v e r t i m e ) o f t h e e r r o rv a l u e

A l l t h r e e a r e based upon t h e e r r o r from t h e i n t e n d e d v a l u e .The a s i c PID e q u a t i o n s :

[ 0 0 2 0 ] W h e r e K p e ( t ) i s t h e p r o p o r t i o n a l t e r m , O e ( " c ) d ' c i st h e i n t e g r a l t e r m and

K dd E Q U )

i s t h e d i f f e r e n t i a l t e r m . T u n i n g t h e s y s t e m i n v o l v e s o p t i m i Zi n g t h e K a l u e s K P , K , - a n d K d . T h e K a l u e s a r e t u n i n gf ac to r s f o r e a c h o f t h e t h r e e c o m p o n e n t s t o W e i g h t h e i m p a c to f e a c h component on h e u l t i m a t e m a n i p u l a t e d v a l u e .[ 0 0 2 1 ] I n a d i g i t a l e n v i r o n m e n t , s u c h a s i n d a t a n e t W o r k s ,t h e i n t e g r a l term s r e p r e s e n t e d by a c u m u l a t i v e sum f e r r o rv a l u e s o v e r a prede?ned se t of measurement s a m p l e s , Whilet h e d e r i v a t i v e term i s r e p r e s e n t e d by a d i f f e r e n c e i n e r r o rv a l u e s b e t W e e n c o n s e c u t i v e s a m p l e s . A l s o , i n a d i g i t a l e n v ir o n m e n t , t h e r e i s n o r m a l l y some e l a y f r o m a c h a n g e i n i n p u tv a l u e t o a c o n s e q u e n t c h a n g e i n o u t p u t . T h i s d e l a y i s i n h e r e n ti n t h e s e q u e n t i a l n a t u r e o f p r o c e s s i n g .

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

[ 0 0 2 2 ] The d i s c u s s i o n s o f a r h a s been s i n g l e d i m e n s i o n a lWith one monitored a l u e , on e e r r o r value an d on e feedbackv a l u e . A l s o , i t h a s u s e d p u r e l y l i n e a r f u n c t i o n s f o r t h e e r r o rv a l u e e ( t ) . A u l t i d i m e n s i o n al i m p l e m e n t a t i o n o f PID o o k sm o r e i k e t hi s :

MVU) = KpeU)

W he r e i s a v e c t o r ?eld an d ( t) i s a f u n c t i o n over h e v e c t o r? e l d ( n o t n e c e s s a r i l y l i n e a r ) .[ 0 0 2 3 ] T h e c o n c e p t o f PID c o n t r o l , g e n e r a l l y , h a s g r e a tp o t e n t i a l i n c o n t r o l l i n g t h e r a t e o f t r a n s m i s s i o n o f a t a . T h e r ea r e s i g n i ? c a n t d i f f e r e n c e s , h o W e v e r , i n t y p i c a l PID methodo l o g y a n d W h a t t h e p r e s e n t i n v e n t i o n a c c o m p l i s h e s . T o i l l u st r a t e b y a n a l o g y , c o n s i d e r t h e s e t W o s c e n a r i o s :

[ 0 0 2 4 ] S c e n a r i o 1 : A a m i l y c a r d r i v e r t r y i n g t o c r u i s e a ta CONSTANT nd PREDETERMINED p e e d .

[ 0 0 2 5 ] I n s c e n a r i o 1 , t h e g o a l s s y s t e m EQUILIBRIUMto a c h i e v e CONSTANT SPEED. S u c c e s s i s measureds t r i c t l y i n terms of one v a l u e : t h e SPEED of h e c a r a scompared o a PREDETERMINED a l u e .

[ 0 0 2 6 ] S c e n a r i o 2 : A a c e c a r d r i v e r t r y i n g t o MAXIMIZE s p e e d W h i l e k e e p i n g DANGER UNDER CONT ROL a n d r e a c t i n g t o r a p i d l y c h a n g i n g d r i v i n g c o n d it i o n s / t ra f ? c and s u b j e c t t o SPEED LIMITATIONS( ? a g s ) .

[ 0 0 2 7 ] I n s c e n a r i o 2 , t h e g o a l i s ADAPT ATION t oa c h i e v e MAXIMUM SPEED g i v e n c o n d i t i o n s a t a l lt i m e s . Success s m o r e i f ? c u l t t o measure and a i n t a i n .Y e s , y ou Want t o go a s f a s t a s y ou ca n a t a l l times butt h e r e a r e m u l t i p l e c o n s i d e r a t i o n s : SPEED, p e r s e , b u tn o t compared t o a p r e s e t v a l u e , r a t h e r a s fast a s y ouc a n ; DRIVING CON T ROL; a n d SPEED LIMITS.[ 0 0 2 8 ] S t a n d a r d PID c o n t r o l i s a n a l o g o u s t o s c e n a r i o 1f u n c t i o n a l i t y a n d g o a l s . I n c o n t r a s t , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s

a k i n to a s c e n a r i o 2 a p p l i c a t i o n i n t e n d e d t o t r a n s m i t d a t a a sf a s t a s i t can up t o t h e i n h e r e n t l i m i t s of h e c u r r e n t t r a n s m i ss i o n medium n d W i t h i n good i t i Z e n l i m i t s . T r a n s m i s s i o ns p e e d c a n b e c o n s t r i c t e d When c o n n e c t i o n c o n d i t i o n s ( h i g hcongestion, poor condition . . ) r e s u l t i n bad/lost transmiss i o n s d e m a n d i n g t i m e - c o n s u m i n g r e t r a n s m i s s i o n .[ 0 0 2 9 ] A a j o r g o a l o f th e n e t W o r k s y s t e m i s t h a t d a t ag rams a r e t r a n s f e r r e d a s q u i c k l y a s p o s s i b l e W i t h i n t h e l i m i t so f t h e n e t W o r k s a v a i l a b l e b a n d W i d t h . I t i s s i m p l e to t r a n s m i tt o o s l o W l y b u t t h i s r e s u l t i n r e d u c e d t h r o u g h p u t . S i m i l a r l y , i ti s s i m p l e t o t r a n s m i t t o o q u i c k l y , b u t t h i s p r o d u c e s d a t a g r a ml o s s a n d e s u l t s i n r e d u c e d t h r o u g h p u t . As r a n s m i s s i o n s p e e di n c r e a s e s , t h r o u g h p u t i n c r e a s e s u n t i l s u c h t i m e t h a t t h e ef f ect i v e bandWidth f h e c h a n n e l i s consumed. Once h e tr a n s m i tr a t e s faste r t h a n t h e c a p a c i t y o f h e c h a n n e l , t h e n some f h ed a t a g r a m s m u s t b e d r o p p e d W h i c h e s u l t s i n t h o s e d a t a g r a m sn o t r e a c h i n g t h e r e c e i v e r . The r e c e i v e r must t h e n d e c i d eWhich a t a g r a m s a r e m i s s i n g and o t h r o u g h a r e c o v e r y p r oc e s s . Over i m e , t h e a v a i l a b l e c h a n n e l b a n d W i d t h c h a n g e s . B yi t s n a t u r e , t h e i n t e m e t i s a s h a r e d communications m ediummade up o f s e g m e n t s W i t h ? n i t e b a n d W i d t h . Not l l a p p l i c at i o n s make c o n t i n u o u s demand f o r b a n d W i d t h , a n d a p p l i c at i o n s come and o . The e s u l t i s t h a t a g i v e n netWork segmentm ay go from t o t a l l y consumed t o p a r t i a l l y consumed i n as h o r t p e r i o d o f i m e . F u r t h e r m o r e , some o n n e c t i o n s a r e t r u l yi n t e r m i t t e n t i p e r i o d i c a l l y h a v i n g Z e r o bandWidth f o r a nunknoWn e r i o d o f i m e . T h e r e f o r e , o p t i m al t h r o u g h p u t s t o

K d V e U )

7/27/2019 US209.pdf

8/12

US 2012/0259989 A 1

t a k e a d v a n t a g e o f w h a t e v e r bandwidth i s a v a i l a b l e a t a n yp o i n t i n t i m e . T h r o u g h p u t must h e r e f o r e b e a d a p t i v e , w i t h a g o a l f o r t h r o u g h p u t , b u t a l s o w i t h a n e r r o r f u n c t i o n f o rc o n t r o l l i n g d a t a g r a m l o s s . The e r r o r f u n c t i o n c a n n o t b e t h eo b v i o u s oneidatagram l o s s i s i n c e t h e g o a l i s more t h a nm i n i m i z i n g o s s ( v e r y s l o w t r a n s m i s s i o n i l l a c h i e v e h i s ) b u ta l s o m a x i m u m t h r o u g h p u t . The s e r e n t e r s a t a r g e t g o a l f o rt h r o u g h p u t ( e . g . , 1 0 0 0 K B / s e c ) . Th e PID c o n t r o l l e r a i m s t om a x i m i z e s p e e d u p t o t h i s l i m i t b y m a n i p u l a t i n g t h e I n t e rd a t a g r a m D e l a y .[ 0 0 3 0 ] A c c o r d i n g l y , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i n c l u d e s amethod n t e g r a t e d i n t o a c o m p u t e r d a t a tr a n s m i s s i o n s y s t e mof t r a n s f e r r i n g d a t a between a s e n d e r an d a r e c e i v e r i n ad a t a g r a m - b a s e d n e t w o r k , w h e r e i n p r o p o r t i o n a l - i n t e g r a l - d er i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l o v e r a d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e i s a p p l i e dby a s e n d e r u n i t to t h e s e n d i n g o f d a t a g r a m s o v e r t h e d a t achannel i n a manner t h a t maximizes use of t h e a v a i l a b l eb a n d w i d t h i n t h e e s t a b l i s h e d d a t a c h a n n e l i n d e p e n d e n t o fn e t w o r k l a t e n c y . T h e m e t h o d b e g i n s b y e s t a b l i s h i n g a d a t achannel between a s e n d e r u n i t an d a r e c e i v e r u n i t an d e s t a bl i s h i n g a f e e d b a c k c h a n n e l s e p a r a t e from t h e d a t a c h a n n e lbetween t h e s e n d e r a n d r e c e i v e r u n i t s . T h e n , d a t a g r a m s a r es e n t c o n t i n u o u s l y from t h e s e n d e r u n i t t o t h e r e c e i v e r u n i tover h e d a t a channel n t i l a source of a t a s exhausted r t h et r a n s m i s s i o n i s p a u s e d by h e r e c e i v e r u n i t . The e c e i v e r u n i ts e n d s acknowledgment messages t o t h e s e n d e r u n i t o v e r t h ef e e d b a c k c h a n n e l at p r e d e t e r m i n e d i n t e r v a l s . The PI D cont r o l l e r i n t h e s e n d e r u n i t u s e s t h e acknowledgement messagesi n t h e s e n d e r u n i t t o t r a c k u n s u c c e s s f u l l y t r a n s m i t t e d d a t agrams and t h e r e b y r e a c t t o a n y c h a n g i n g n e t w o r k t r a n s f e rc o n d i t i o n s by c h a n g i n g t h e d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e .[ 0 0 3 1 ] I n a d d i t i o n o c o n t r o l l i n g t h e d a t a t r a n s m i s s i o n a t e ,t h e s e n d e r u n i t m a y , d e p e n d i n g o n t h e p a r t i c u l a r r e q u i r e m e n t so f t h e n e t w o r k d a t a c o m m u n i c a t i o n , r e s e n d a n y d a t a g r a m st h a t h a v e been d e n t i ? e d as h a v i n g been n s u c c e s s f u l l y t r a n sm i t t e d . U n s u c c e s s f u l t r a n s m i s s i o n r e f e r s t o d a t a g r a m s t h a ta r e l o s t , c o r r u p t e d a n d o t h e r w i s e u n r e c o v e r a b l e w i t h o u tr e t r a n s m i s s i o n . However, i n t h e c a s e o f r e a l - t i m e communic a t i o n , s u c h a s v o i c e - o v e r - I P , r e s e n d i n g o f d a t a m ay n o t b ed e s i r e d and t h e f e e d b a c k from t h e acknowledgement m ess a g e s m ay e u s e d s o l e l y by t h e PID c o n t r o l l e r t o m i n i m i z ef u t u r e l o s s e s o f a t a by d j u s t i n g t h e d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e a sn e e d e d .[ 0 0 3 2 ] The i n v e n t i o n l i k e w i s e i n c l u d e s a computer d a t at r a n s m i s s i o n system con?gured t o t r a n s f e r d a t a o v e r a d a t ag r a m - b a s e d n e t w o r k , w h e r e t h e s e n d e r u n i t h a s t h e a f o r e m e nt i o n e d p r o p o r t i o n a l - i n t e g r a l - d e r i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l o v e r t h ed a t a t r a n s m i s s i o n r a t e . The s y s t e m c o m p r i s e s t h e n e t w o r kd a t a and e e d b a c k c h a n n e l s , a s e n d e r u n i t c o u p l e d t o t h e d a t ac h a n n e l and t h e f e e d b a c k c h a n n e l a t a ? r s t e n d p o i n t o f t h ed a t a g r a m - b a s e d n e t w o r k , a n d a r e c e i v e r u n i t c o u p l e d t o t h ed a t a c h a n n e l and h e f e e d b a c k c h a n n e l a t a s e c o n d e n d p o i n t o ft h e d a t a g r a m - b a s e d n e t w o r k . The s e n d e r u n i t s c o n ? g u r e d ot r a n s m i t d a t a g r a m s o v e r t h e d a t a c h a n n e l c o n t i n u o u s l y u n t i l as o u r c e o f d a t a i s e x h a u s t e d o r p a u s e d . The r e c e i v e r u n i t i sc o n ? g u r e d t o r e c e i v e d a t a g r a m s from h e d a t a c h a n n e l a n d tot r a n s m i t a c k n o w l e d g m e n t m e s s a g e s a t p r e d e t er m i n e d t i m ei n t e r v a l s o v e r t h e feedback c h a n n e l back t o t h e s e n d e r u n i t .The s e n d e r u n i t i s a l s o c o n ? g u r e d o r e c e i v e t h e a c k n o w l e d gment m e s s a g e s from t h e f e e d b a c k c h a n n e l and employs t sPI D c o n t r o l l e r to t r a c k a n y u n s u c c e s s f u l l y t r a n s m i t te d d a t agrams and e a c t t o c h a n g i n g network r a n s f e r c o n d i t i o n s .[ 0 0 3 3 ] I n n e t w o r k d a t a t r a n s m i s s i o n i n a c c o r d w i t h t h ep r e s e n t i n v e n t i o n , n e t t h r o u g h p u t c a n b e t h o u g h t o f s b e i n g

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

t h e ? n a l amount f e f f e c t i v e d a t a t h a t s t r a n s f e r r e d from h es e n d e r t o t h e r e c e i v e r . For x a m p l e , i f n datagrams r e s e n t b u to n l y n- m a r e r e c e i v e d c o r r e c t l y ( n o t l o s t o r c o r r u p t e d ) andt h e r e f o r e m ust be r e t r a n s m i t t e d , then n+m datagrams a r ea c t u a l l y s en t b u t t h e n e t t h r o u g h p u t i s o n l y n- m n t h e o v e r a l lt i m e r e q u i r e d o p e r f o r m t h e t r a n s f e r . C o n v e r s e l y , d a t a c a n b ecompressed. I f t h e same n datagrams above can be comp r e s s e d i n t o , s a y , n / 2 d a t a g r a m s t h r o u g h co m p r e s s i o n , t h e nt h e n e t t h r o u g h p u t i s n n h a l f t h e t i m e t h a t would e r e q u i r e dw i t h no c o m p r e s s i o n ( a s s u m i n g i d e n t i c a l n e t w o r k c o n d i t i o n sa n d n o c o m p r e s s i o n t i m e o v e r h e a d ) . I n s h o r t , a n y method ywhich t h e amount o f d a t a which must u l t i m a t e l y be t r a n sf e r r e d c a n b e r e d u c e d r e s u l t s i n h i g h e r t h r o u g h p u t . O r , a n yd a t a which must be e n t b u t d o e s n o t r e s u l t i n d a t a t r a n s f e r r e di s e i t h e r overhead o r w a s t e d .[ 0 0 3 4 ] I f we were t r y i n g t o s t a b i l i z e t r a n s m i s s i o n s p e e du s i n g PI D c o n t r o l , s p e e d i t s e l f ( s o m e m e a s u r e o f t s u c h asd a t a g r a m s r e c e i v e d p e r u n i t o f t i m e ) would b e t h e p r o c e s sv a r i a b l e i n t h e PI D q u a t i o n . However, s i n c e we r e t r y i n g t omaximize s p e e d a t e a c h p o i n t i n t i m e , we n e e d t h e p r o c e s sv a r i a b l e to r e ? e c t s y s t e m p e r f o r m a n c e i n some t h e r w a y . Thev a r i a b l e t h a t most s i g n i ? c a n t l y r e ? e c t s t h e r a t e o f t r a n s m i ss i o n success s t h e most u r r e n t f a i l u r e r a t e a t each time wea r e a p p l y i n g t h e PID c o n t r o l e q u a t i o n a s measured by t h enumber f d a t a g r a m s l o s t / c o r r u p t e d a s a p e r c e n t a g e o f t h o s es e n t i n o t a l . I n s h o r t , i f t h e v a l u e o f t h e PI D o n t r o l e q u a t i o ni s r i s i n g , we need o s l o w o u r t r a n s m i s s i o n s p e e d . I f t s f a l l i n gwe can a c c e l e r a t e . I n a p r e f e r r e d embodiment of h e p r e s e n ti n v e n t i o n , t h e PID o n t r o l s p r o c e s s v a r i a b l e m ay e p r e s e t t oa 2% datagram l o s s / c o r r u p t i o n r a t e . Such a p r e s e t v a l u e canbe o v e r r i d d e n by a u s e r a t t h e t i m e o f s y s t e m i n i t i a t i o n , i fd e s i r e d .[ 0 0 3 5 ] A n o t h e r s i g n i ? c a n t d i f f e r en c e between h e PI D cont r o l l e r i n t h e c u r r e n t i n v e n t i o n and r a d i t i o n a l PI D o n t r o l l e r si s t h e f a c t t h a t t h e r e i s a l e n g t h y d e l a y between c o n s e c u t i v eSYN a t a g r a m s f r o m t h e r e c e i v e r o t h e s e n d e r a n d , th e r ef o r e ,t h e PID c a l c u l a t i o n s a r e p e r f o r m e d p e r i o d i c a l l y r a t h e r t h a nc o n t i n u o u s l y . T h i s p e r i o d i c i t y b u i l d s i n a d e l a y c o m p o n e n t ot h e s y s t e m which s v a l u a b l e . The a l g o r i t h m s c a n b e o pt im i z e d t o e n h a n c e r e g u l a r i t y a n d c o m p u t a t i o n a l s t a b i l i t yt h r o u g h s m o o t h e r s t e p s i z e s e q u e n c e s .[ 0 0 3 6 ] A p p l i c a t i o n o f PI D c o n t r o l o v e r t h e d a t a t r a n s m i ss i o n a t e a d j u s t s a n i n t e r - d a t a g r a m e l a y , t h e r e b y s t a b l i s h i n ga t i m e i n t e r va l b e t w e e n t h e s e n d i n g o f o n s e c u t i v e d a t a g r a m s .I n a r t i c u l a r , t h e s y s t e m s d a t a g r a m t r a n s m i s s i o n a t e i s d e t e rm i n e d b y t h e d u r a t i o n o f e a c h I n t e r - D a t a g r a m D e l a y ( I D D ) :t h e amount o f t i m e t h a t s e n d e r u n i t w a i t s between s e n d i n gtwo consecutive datagram s.A ser ca n n t e r a d e s i r e d o v e r a l lt h r o u g h p u t r a t e ( e . g . , 1 0 0 0 K B / s e c ) . An n i t i a l IDD s comp u t e d u s i n g t h i s d e s i r e d t h r o u g h p u t a n d th e s i z e o f d a t a i ne a c h d a t a g r a m , where f a d a t a g r a m i s s e n t e v e r y IDD n t e rv a l , t h e d e s i r e d t h r o u g h p u t w i l l b e a c h i e v e d . The a t e i s ty p ic a l l y d i s c o u n t e d b y 80% f o r a s t a r t i n g p o i n t . T h i s IDD snever allowed t o i n c r e a s e r e s u l t i n g i n a t r a n s m i s s i o n r a t e ofl e s s t h a n 6 0 KB e r s e c o n d o r 8 d a t a g r a m s p e r SYN s y nc h r o n i z a t i o n ) d a t a g r a m f r o m t h e r e c e i v e r t o t h e s e n d e r . Thes y s t e m s P I D c o n t r o l a l g o r i t h m p e r i o d i c a l l y m o d i ? e s t h eIDD o a d a p t t o c h a n g i n g n e t w o r k c o n d i t i o n s .[ 0 0 3 7 ] The p r i m a r y m o d i ? c a t i o n t o t h e f u n d a m e n t a l PIDc o n t r o l f u n c t i o n r e l a t e s t o t h e c o n t r o l v a r i a b l e : t h e v a r i a b l emeasured o d e t e r m i n e f , i n h i s c a s e , t r a n s m i s s i o n s h o u l d bea c c e l e r a t e d , d e c e l e r a t e d o r m a i n t a i n e d . T h i s v a r i a b l e i s comp a r e d o a d e s i r e d e t p o i n t . I n c o n t r o l l i n g s p e e d , s t a n d a r d PIDc o n t r o l would u s e s p e e d , p e r s e , a s i t s c o n t r o l v a r i a b l e . The

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c u r r e n t i n v e n t i o n , h o w e v e r , u s e s t h e r a t e o f ba d r a n s m i s s i o na s t h e c o n t r o l v a r i a b l e ( a s measured by t h e number o f d a t agrams o t r e c e i v e d c o r r e c t l y a s a p e r c e n t a g e of h e number ofd a t a g r a m s a c t u a l l y s e n t ) . Th e d e s i r e d s e t p o i n t c a n b e a 2%e r r o r r a t e ( W h i c h c a n be changed by h e s y s t e m u s e r t s y s t e mi n i t i a t i o n t i m e ) .[ 0 0 3 8 ] With e f e r e n c e t o F I G . 1 , t h e p r o c e s s v a r i a b l e monit o r e d by h e PI D o n t r o l i s a r a t e o f d a t a g r a m o s s , c a l c u l a t e da s a r a t i o of number of datagram s l o s t o r c o r r u p t e d t o t o t a lnumber f a t a g r a m s s e n t b y t h e s e n d e r n i t . P e r i o d i c a l l y , t h er e c e i v e r s e n d s t o t h e s e n d e r a SYN d a t a g r a m ( s t e p 1 1 ) ,r e p o r t i n g s t a t i s t i c s r e g a r d i n g t h e d a t a Which h a s b e e n s u cc e s s f u l l y received and/ r W as n o t received o r W as c o r r u p t e d .T h i s i n c l u d e s t h e f o l l o W i n g d a t a Which s u s e d i n t h e PI Dc o n t r o l a l g o r i t h m b e i n g d e s c r i b e d h e r e i n a l o n g W i t h o t h e rd a t a r e l a t i n g t o e x a c t l y W h i c h d a t a g r a m s h a v e b e e n r e c e i v e da n d l o s t a n d i n f o r m a t i o n r e g a r d i n g Where d a t a s h o u l d b el o c a t e d i n t h e o u t p u t ? l e : ( 1 ) Number o f d a t a g r a m s l o s t o rc o r r u p t e d (NAK o u n t ) ; ( 2 ) N u m b e r o f d a t a g r a m s r e c e i v e d ;a n d ( 3 ) Number f u p l i c a t e d a t a g r a m s r e c e i v e d . T h e s e n d e r ,o f c o u r s e , a l W a y s knoWs e x a c t l y hoW many d a t a g r a m s h a v ebeen s e n t .[ 0 0 3 9 ] Using h i s SYN a t a , t h e s e n d e r c o m p u t e s a n e r r o rr a t e ( s t e p 1 5 ) : t h e p e r c e n t a g e o f d a t a g r a m s s e n t d u r i n g t h i sSYN e r i o d l o s t . A r e v i o u s l y computed o r s p e c i ? e d e r r o rr a t e ( s t e p 1 3 ) , e . g . of %, s used s a t a r g e t - r a t e . The r r o r r a t ei s t h e p r o c e s s v a r i a b l e i n t h e modi?ed PI D o n t r o l a l g o r i t h m .The s e r m ay l s o have s e t a d e s i r e d maximum h r o u g h p u t o r s p e e d i m i t ( e . g . , 1 0 0 0 KB / e c ) . T h e c t u a l s p e e d s a l l o W e dt o r i s e a s h i g h a s p o s s i b l e beloW h i s l i m i t W h i l e k e e p i n g t h ee r r o r r a t e beloW 2 %.[ 0 0 4 0 ] NoW h at t h e measured e r r o r h a s been d e t e r m i n e d ,t h e m a n i p u l a t e d v a l u e t o b e u s e d n m o d i f y i n g t h e IDD n dt h u s t h e t r a n s m i s s i o n r a t e ) c a n b e c a l c u l a t e d ( s t e p 1 7 ) b a s e don t s t h r e e b a s i c components. The t h r e e ( u n f a c t o r e d ) co mp o n e n t s c o u l d b e p h y s i c a l l y c o m p u t e d a s f o l l o W s :

P r o p o r t i o n a l : m e a s u r e d e r r o r

I n t e g r a F m e a s u r e d e r r o r + l a s t c o m p u t e d i n t e g r a lD e r i v a t i v e : m e a s u r e d e r r o r - l a s t c o m p u t e d m e a s u r e derror

( N o t e : t h e r e ar e m any Ways o c a l c u l a t e t h e s e v a l u e s . D i f f e re n t m e t h o d s h a v e a d v a n t a g e s f o r c a l c u l a t i o n s i n v a r i o u s g i v e ns i t u a t i o n s . )[ 0 0 4 1 ] A f t e r e a c h c o m p o n e n t i s c a l c u l a t e d , i t i s m u l t i p l i e dby t s oW n p r e s e t t u n i n g f a c t o r o r K a l u e , Which h a s beend e t e r m i n e d t h r o u g h e x p e r i m e n t a t i o n o a c h i e v e t h e t r a n s m i ss i o n b e h a v i o r o u g h t . T h e s e r o p o r t i o n a l , i n t e g r a l a n d d e r i v at i v e t u n i n g f a c t o r s o f t h e PI D o n t r o l m ay e p r e s e t c o n s t a n t so r d y n a m i c a l l y c a l c u l a t e d v a l u e s . I f p r e s e t c o n s t a n t s a r e u s e d ,t h e y m ay be o v e r r i d d e n by a system s e r a t a t i m e of systemi n i t i a t i o n . They can b v i o u s l y be modi?ed s c o n s t a n t s o r pers p e c i ? c e n v i r o n m e n t i n t h e f u t u r e . F o r e x a m p l e , i n o n e p r ef e r r e d e m b o d i m e n t , t h e t u n i n g f a c t o rs m ay e p r e s e t a s :

. 1 2 5 . 0 5 0 . 0 5 0

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

T h e s e p a r t i c u l a r v a l u e s r e s u l t i n a s y s t e m t h a t i s s l i g h t l yo v e r d a m p e d ( Q I l . 2 5 > l ) , W h e r e

Kp

When h e program n i t i a t e s , a u s e r may choose t o o v e r r i d et h e s e v a l u e s . The sum of h e f a c t o r e d components becomest h e m a n i p u l a t e d v a r i a b l e Which W i l l b e u s e d t o m o d i f y t h ee x i s t i n g I D D .[ 0 0 4 2 ] I n o r d e r t o a v o i d e x t r e m e s h o r t term ? u c t u a t i o n s i nt r a n s m i s s i o n s p e e d ( a s d e t e r m i n e d b y t h e l n t e r - D a t a g r a mD e l a y , W h i c h s c o n t r o l l e d b y t h e v a l u e o f t h e PID u n c t i o n ) ,o n e - t i m e a c c e l e r a t i o n ( a s r e p r e s e n t e d b y t h e m a n i p u l a t e dv a r i a b l e ) ca n be l i m i t e d t o 25% of t s c u r r e n t v a l u e an d on etime e c e l e r a t i o n can i k e W i s e be i m i t e d t o 20% f t s c u r r e n tv a l u e . T h a t i s , t h e PI D c o n t r o l m ay n c l u d e a c c el e r a t i on andd e c e l e r a t i o n l i m i t s , Which c a n be p r e s e t v a l u e s ( s u c h a s t h e2 5 % m a x i m u m c c e l e r a t i o n and 2 0 % m a x i m u m e c e l e r a t i o nu s e d b y Way f e x a m p l e ) . A c c or d i n g l y , t h e m a n i p u l a t e d a r ia b l e i s a d j u s t e d ( s t e p 1 9 ) s o a s n o t t o e x c e e d t h e s e a c c e l e r at i o n / d e c e l e r a t i o n i m i t s . S t i l l f u r t h e r , t h e PID o n t r o l programcan be s e t t o never e c e l e r a t e t h e s e n d e r s d a t a i n j e c t i o n r a t et o f e W e r t h a n 8 d a t a g r a m s / s e c o r 6 0 KB / e c ) . T h a t i s , t h e r ecan be an a b s o l u t e minimum r ?oor o t h e d a t a transmissionr a t e . T h u s , i f t h e m a n i p u l a t e d v a r i a b l e f a l l s b e l o W t h a t m i n im u m, t W i l l b e r e s e t t o t h e minimum s t e p 2 1 ) . Any o f t h ep r e s e t l i m i t s can be a l t e r e d a s d e s i r e d by a u s e r a t systemi n i t i a t i o n .[ 0 0 4 3 ] Once h e m a n i p u l a t e d v a r i a b l e h a s b e e n c a l c u l a t e d ,t h e IDD s m o d i ? e d a c c o r d i n g l y ( s t e p 2 3 ) , a n d th e c y c l e o fs t e p s r e p e a t s W i t h neW SYN a t a g r a m s . The e s u l t i s s e e n i nt h e r e p r e s e n t a t i v e g r a p h o f d a t a b a n d W i d t h u s a g e o f F I G . 2 .The e s t a b l i s h e d d a t a c h a n n e l h a s a m a x i m u m h r o u g h p u t 3 1a n d v a r i a b l e d a t a t r a ? i c 3 3 f r o m o t h e r s e n d e r s s h a r i n g t h ec h a n n e l . The PID c o n t r o l t r a c k s t h e a v a i l a b l e b a n d W i d t h byc o n t i n u a l l y m o n i t o r i n g t h e e r r o r r a t e . The PID computeda v a i l a b i l i t y o f c h a n n e l b a n d W i d t h 3 5 W i l l n a t u r a l l y r e ? e c tb o t h an v e r a g i n g e f f e c t and d e l a y from h e f a c t t h a t t r e l i e son c k n o w l e d g e m e n t m e s s a g e s (SYN ata ) f r o m t h e r e c e i v e ru n i t and from h e p r o c e s s i n g t i m e i t s e l f b e f o r e t h e d a t a t r a n smission a t e can be d j u s t e d . N e v e r t h e l e s s , t h e system s e s a sm u c h of h e a v a i l a b l e c h a n n e l bandWidth i n t h e netWork a sp o s s i b l e c o n s i s t e n t W i t h i t s g o a l o f k e e p i n g t h e e r r o r r a t eb e l o W 2 % t o g e t h e r W i t h t h e i m p o s e d a c c e l e r a t i o n / d e c e l e r at i o n a n d a b s o l u t e s p e e d l i m i t s o f t h e PID c o n t r o l .U s i n g PID C o n t r o l W i t h P l u r i b u s[ 0 0 4 4 ] I n y e t a n o t h e r e m b o d i m e n t , a s y s t e m a n d methodc o n t a i n i n g PI D c o n t r o l i n a c c o r d W i t h t h e i n v e n t i o n m ay ef u r t h e r e n h a n c e d b y i m p l e m e n t i n g i t f o r y et a n o t h e r d a t at r a n s f e r t e c h n o l o g y r e f e r r e d t o h e r e i n a s P l u r i b u s . P l u r i b u si s a t e c h n o l o g y ( s e e US a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n 2 0 0 9 /0 2 0 4 8 5 9 A l , W h i c h s i n c o r p o r a t e d h e r e i n b y r e f e r e n c e ) t h a ta l l o W s c r e a t i o n o f c o n t r o l l e d amounts o f r e d u n d a n c y and h eu s e of t h e redundancy t o r e c o v e r t h e i n i t i a l d a t a . The PIDt e c h n o l o g y c o u l d b e u s e d o c o n t r o l t h e number f r e d u n d a n td a t a g r a m s t r a n s m i t t e d i n i t i a l l y b a s e d on h e number f d a t agrams t h a t a r e p r e d i c t e d t o be l o s t o u t of each se t of n i t i a ld a t a g r a m s . PI D o n t r o l m i n i m i Z e s t h e o v e r u s e o f e d u n d a n c y .[ 0 0 4 5 ] T h e r e a r e tW o a s i c o p e r a t i o n a l modes o r P l u r i b u s .F I G . 3 s h o W s t h e s i m p l e s t a p p l i c a t i o n . A e t o f d a t a i n p u ts t r e a m s AO-A3, h e r e f o u r i n number, a r e o u t p u t a s i d e n t i c a ld a t a o u t p u t s t r e a m s AO-A3 t o g e t h e r W i t h a d d i t i o n a l d a t a o u t

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p u t s t r e a m s R o - R l , h e r e tW o i n n u m b e r , t h a t a r e computed op r o v i d e r e d u n d a n c y t o th e f o u r o r i g i n a l s t r e a m s A O - A 3 . T h en e t i s t h a t any f o u r of h e s i x o u t p u t s t r e a m s a r e s u ? i c i e n t t orecover h e f o u r i n p u t s t r e a m s . FIG. 4 shoWs mo re advancedc o n ? g u r a t i o n . The o u r d a t a s t r e a m s AO-A3 a r e consumed byP l u r i b u s an d s i x completely neW a t a s t r e a m s RO-R6 a r e c r ea t e d . None f h e o u t p u t d a t a s t r e a m s c o n t a i n s t h e c o n t e n t s o ft h e i n p u t s t r e a m s . H o W e v e r , a n y f o u r o f h e s i x o u t p u t s t r e a m sa r e s u f ? c i e n t to r e c o v e r t h e i n p u t d a t a ; b u t r e c e i p t o f o n l yt h r e e s t r e a m s i s i n s u ? i c i e n t t o r e c o v e r any of h e o r i g i n a l d a t a.[ 0 0 4 6 ] F I G . 5 shoWs t h e t r a n s m i s s i o n p r o c e s s . The incomi n g d a t a s t r e a m i s broken up i n t o c h a p t e r s Which a r e numbered from 0 . . . n . Each chapter is then subdivided into anumber o f d a t a g r a m s o f c o n v e n i e n t s i Z e . Each o f t h e d a t ag r a m s W i t h i n a g i v e n c h a p t e r s t h e n p r o c e s s e d t h r o u g h P l u r ib u s t o p r o d u c e a r e d u n d a n t p o o l o f d a t ag r a m s W h i c h s l a r g e rt h a n t h e o r i g i n a l number o f d a t a g r a m s . F o r d i s c u s s i o n ,assume t h a t a c h a p t e r c o n t a i n s 6 4 d a t a g r a m s and t h a t a f t e rP l u r i b u s p r o c e s s i n g , 1 2 8 r e d u n d a n t d a t a g r a m s e x i s t f o r t h ec h a p t e r . T h e s y s t e m , e . g . , t h e P I D - a d a p t e d F l u m e s y s t e md e s c r i b e d a b o v e , Would t h e n t r a n s m i t 6 4 r e d u n d a n t d a t agrams t o t h e r e c e i v e r . At a f u t u r e p o i n t i n t i m e , t h e r e c e i v e rWould n f o r m t h e t r a n s m i t t e r hoW many d d i t i o n a l d a t a g r a m sa r e r e q u i r e d t o ma ke se t of 64 t o a l l o W r e c o n s t r u c t i o n of h eo r i g i n a l c h a p t e r s d a t a .[ 0 0 4 7 ] PI D c o n t r o l c a n be used t o modify t h e amount o fr e d u n d a n t d a t a t h a t i s t r a n s m i t t e d t o maximiZe t h r o u g h p u t .On e o f t h e k e y f u n c t i o n s o f P l u r i b u s i s i t s a b i l i t y t o c o r r e c te r r o r s i n a c h a p t e r o f d a t a g r a m s by s i n g t h e d a t a i n a s m a l ls u b s e t o f t h e d a t a g r a m s . I n o t h e r W o r d s , i f a c h a p t e r o f nd a t a g r a m s i s f o u n d by h e r e c e i v e r o c o n t a i n e r r o r s , o n l y n/ mof t h e d a t a g r a m s i n t h e c h a p t e r a r e needed t o r e c o v e r t h ee n t i r e c h a pt e r . T h e s e r e d u n d a n t d a t a g r a m s c a n e i t h e r b ee x p l i c i t l y r e q u e s t e d o f th e s e n d e r b y t h e r e c e i v e r u p o n d e t e ct i o n of t h e e r r o r o r t h e y can be appended to t h e o r i g i n a lc h a p t e r i n t h e ? r s t t r a n s m i s s i o n . T h e r e s a n o b v i o u s t r a d e o f f .E x p l i c i t r e q u e s t s s a v e t h e o v e r h e a d o f r e d u n d a n t d a t a g r a m son e v e r y c h a p t e r t r a n s m i t t e d b u t demand t i m e - c o n s u m i n gt r a n s m i s s i o n s o f h e r e q u e s t s by h e r e c e i v e r o t h e s e n d e r andth e r e t r a n s m i s s i o n o f d a t a g r a m s b y th e s e n d e r . A l W a y s s e n di n g r e d u n d a n t d a t a g r a m s h as t h e o b v i o u s c o n v er s e i m p a c t .NetWork o n d i t i o n s ( h e a v y v s . l i g h t d a t a l o s s a n d c o r r u p t i o n )d i c t a t e Whether o r n o t and hoW m any r e d u n d a n t d a t a g r a m sa r e r e q u i r e d .[ 0 0 4 8 ] W i t h PID c o n t r o l , i f i t i s p r e d i c t a b l e t h a t 3 d a t ag r a m s , f o r e x a m p l e , W i l l b e l o s t o u t o f e a c h c h a p t e r s s e t , t h e nt h e t r a n s m i t t e r c o u l d t r a n s m i t 64+3:67 d a t a g r a m s u n d e r t h et h e o r y t h a t t h e r e c e i v e r W i l l r e c e i v e 6 4 and no a d d i t i o n a lp r o t o c o l o v e r h e a d W i l l b e r e q u i r e d . O r , t h e c o s t / b e n e ? tadvantage could cause t h e sender t o t r a n s m i t on e o r tW oa d d i t i o n a l d a t a g r a m s t o a v o i d t h e i n c r e a s i n g l y l e s s l i k e l yr e q u i r e m e n t f o r f u t u r e d a t a g r a m l o s s r e c o v e r y .[ 0 0 4 9 ] A n o t h e r k e y f u n c t i o n o f P l u r i b u s i s i t s c o n t r o l o fm u l t i p l e c h a n n e l s betWeen a s e n d e r an d each of t s on e o rmore r e c e i v e r s . T h i s e n a b l e s Flume t o t a k e a d v a n t a g e ofm u l t i p l e s i m u l t a n e o u s t r a n s m i s s i o n s , p e r s e , and t o r e a c t toc h a n g i n g n e t W o r k c o n d i t i o n s b y W e i g h t i n g t r a n s m i s s i o nl o a d s a p p r o p r i a t e l y t o t h e h i g h e s t t h r o u g h p u t l i n k s a s t h et h r o u g h p u t s i n c r e a s e and d e c r e a s e . PI D c o n t r o l can bea p p l i e d t o m o n i t o r t h e t h r o u g h p u t on e a c h o f m u l t i p l e l i n k sand h i f t t h e b a l a n c e among them o maximize o t a l t h r o u g hp u t .C o m p r e s s i o n C o n t r o l[ 0 0 5 0 ] There r e man y i f f e r e n t a l g o r i t h m s t h a t Flume s e sto compress d a t a . These a l g o r i t h m s d i f f e r i n t e r m s o f t h e i r

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

e f f e c t i v e n e s s on h e p a r t i c u l a r d a t a b e i n g t r a n s m i t t e d and h ep r o c e s s i n g o v e r h e a d s u f f e r e d i n t h e i r e x e c u t i o n . F u r t h e rm o r e , t h e s e a l g o r i t h m s r e ? e c t a t r a d e o f f betWeen compress i o n r a t e and r e s o u r c e s consumed ( m o s t l y CPU, b u t a l s om e m o r y n some c a s e s ) .[ 0 0 5 1 ] PID c o n t r o l c a n b e a p p l i e d t o m o n i t o r t h e o n g o i n ge ffe c t i ve n e s s o f c o m p r e s s i o n ( i . e . , i n t e r m s o f t h e d e g r e e o fc o m p r e s s i o n b e i n g a c h i e v e d a n d / o r t h e p r o c e s si n g t i m e o v e rh e a d s u f f e r e d ) a n d e i t h e r c h a n g e p a r a m e t e r s i n th e c u r r e n t l ya p p l i e d c o m p r e s s i o n a l g o r i t h m o r c h a n g e t o a d i f f e r e n t a l g or i t h m on h e ? y .R s y n c B l o c k S i Z e C o n t r o l[ 0 0 5 2 ] F l u m e s R s y n c l o o k a l i k e f u n c t i o n c o m p a r e s t h ed a t a c o n t e n t of ? l e t h a t W as r e v i o u s l y s e n t t o a r e c e i v e r Witha changed v e r s i o n o f t h a t ? l e to i d e n t i f y d i f f e r e n c e s . I n t h ee x t r e m e , o n l y t h e d i f f e r e n c e s Would need t o be r e s e n t . I na c t u a l i t y , d a t a i s d i v i d e d i n t o b l o c k s t o b e compared and ac o m p l e t e b l o c k i s s e n t i f a n y c h a n g e s a r e d e t e c t e d i n t h a tb l o c k . P r o c e s s i n g e f ? c i e n c i e s a r e a c h i e v e d b y h a v i n g l a r g eb l o c k s . L e s s d a t a c a n b e s e n t by a v i n g s m al l b l o c k s ( i . e . , l e s su n c h a n g e d d a t a ) .[ 0 0 5 3 ] PI D o n t r o l can be used o modify h e b l o c k s i Z e ont h e ?y t o b a l a n c e t h e e x p e n s e o f p r o c e s s i n g t i m e a g a i n s tr e s u l t a n t t h r o u g h p u t .

What s c l a i m e d i s :1 . A ethod n t e g r a t e d i n t o a computer a t a t r a n s m i s s i o n

system f t r a n s f e r r i n g d a t a betWeen s e n d e r and r e c e i v e r i na d a t a g r a m - b a s e d n e t W o r k , t h e m e t h o d c o m p r i s i n g :

e s t a b l i s h i n g a d a t a channel betWeen a s e n d e r u n i t an d ar e c e i v e r u n i t ;e s t a b l i s h i n g a f e e d b a c k c h a n n e l s e p a r a t e from t h e d a t a

c h a n n e l b e t W e e n t h e s e n d e r a n d r e c e i v e r u n i t s ;s e n d i n g d a t a g r a m f r o m t h e s e n d e r u n i t t o t h e r e c e i v e r u n i t

over h e d a t a channel c o n t i n u o u s l y u n t i l a s o u r c e of a t ai s e x h a u s t e d o r p a u s e d b y t h e r e c e i v e r n i t , p r o p o r t i o n a li n t e g r a l - d e r i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l o v e r a d a t a t r a n s m i ss i o n r a t e b e i n g a p p l i e d b y th e s e n d e r u n i t t o th e s e n d i n gof atagrams over h e d a t a channel s o a s t o maximiZe us eo f a v a i l a b l e bandWidth i n t h e e s t a b l i s h e d d a t a c h a n n e li n d e p e n d e n t o f n e t W o r k l a t e n c y ; a n d

s e n d i n g a c k n o W l e d g m e n t m e s s ag e s f r o m t h e r e c e i v e r u n i tto t h e s e n d e r u n i t o v e r t h e feedback h a n n e l at p r e d e t e rmined i n t e r v a l s a n d u s i n g t h e acknoWledgement m ess a g e s i n t h e s e n d e r u n i t to t r a c k u n s u c c e s s f u l l y t r a n s m i tt e d d a t a g r a m s , t h e PI D c o n t r o l a d a p t e d to r e a c t t o a n yc h a n g i n g n e t W o r k t r a n s f e r c o n d i t i o n s b y c h a n g i n g t h ed a t a t r a n s m i s s i o n r a t e .

2 . The method s i n c l a i m 1 , Wherein a t a g r a m s t r a c k e d a su n s u c c e s s f u l l y t r a n sm i t t ed a r e r e s e n t over t h e d a t a c h a n n e l .

3 . The method a s i n c l a i m 1 , W h e r e i n a p p l i c a t i o n o f PI Dc o n t r o l o v e r t h e d a t a t r a n s m i s s i o n r a t e a d j u s t s an n t e r - d a t agram e l a y e s t a b l i s h i n g a t i m e d u r a t i o n b e t W e e n t h e s e n d i n go f c o n s e c u t i v e d a t a g r a m s .4 . The method s i n c l a i m , W h e r e i n p r o p o r t i o n a l , i n t e g r a land d e r i v a t i v e t u n i n g f a c t o r s o f t h e PI D c o n t r o l a r e p r e s e tc o n s t a n t s Which ca n be overridden by a system user at a timeo f s y s t e m i n i t i a t i o n .

5 . The method s i n c l a i m , W h e r e i n p r o p o r t i o n a l , i n t e g r a la n d d e r i v a t i v e t u n i n g f a c t o rs o f t h e PI D c o n t r o l a r e dynamic a l l y c a l c u l a t e d v a l u e s .

6 . The method a s i n c l a i m 1 , Wherein a p r o c e s s v a r i a b l em o n i t o r e d by t h e PI D c o n t r o l i s a r a t e o f d a t a g r a m l o s s ,c a l c u l a t e d a s a r a t i o o f number f datagrams o st o r c o r r u p t e d ,

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a s d e t e r m i n e d from h e acknowledgement e s s a g e s , t o t o ta lnumber f d a t a g r a m s s e n t by t h e s e n d e r u n i t .7 . The method s i n c l a i m 6 , wherein h e PID o n t r o l h a s a

s e t p o i n t f o r t h e p r o c e s s v a r i a b l e which i s a p r e s e t r a t e o fdatagram o s s which ca n be o v e r r i d d e n by a system s e r a t at i m e o f s y s t e m i n i t i a t i o n .

8 . The method a s i n c l a i m 1 , wherein t h e PI D c o n t r o lf u r t h e r a p p l i e s an a c c e l e r a t i o n l i m i t t o t h e d a t a t r a n s m i s s i o nr a t e .

9 . The method s i n c l a i m 8 , wherein h e a c c e l e r a t i o n l i m i ti s a p r e s e t v a l u e of 25% of c u r r e n t d a t a t r a n s m i s s i o n r a t ewhich ca n be v e r r i d d e n by a system s e r a t a time of systemi n i t i a t i o n .

1 0 . The method a s i n c l a i m 1 , wherein t h e PI D c o n t r o lf u r t h e r a p p l i e s a d e c e l e r a t i o n l i m i t to t h e d a t a t r a n s m i s s i o nr a t e .

1 1 . The method a s i n c l a i m 1 0 , wherein t h e d e c e l e r a t i o nl i m i t i s a p r e s e t v a l u e o f 20% f u r r e n t d a t a t r a n s m i s s i o n r a t ewhich ca n be v e r r i d d e n by a system s e r a t a time of systemi n i t i a t i o n .

1 2 . The method a s i n c l a i m 1 , wherein t h e PI D c o n t r o lf u r t h e r a p p l i e s a mini mum a t a t r a n s m i s s i o n r a t e .

1 3 . The method s i n c l a i m 1 2 , wherein h e mini mum a t at r a n s m i s s i o n r a t e i s a p r e s e t v a l u e of 60 KB / e c which can beo v e r r i d d e n by a system s e r a t a time of system n i t i a t i o n .

1 4 . The method a s i n c l a i m 1 , f u r t h e r c o m p r i s i n g PI Dc o n t r o l o f d a t a c o m p r e s s i o n a p p l i e d t o d a t a g r a m s b e i n g s e n tb y t h e s e n d e r u n i t .

1 5. The method s i n c l a i m 1 4 , wherein h e s e n d e r u n i t h a sa p l u r a l i t y o f a v a i l a b l e d a t a c o m p r e s s i o n a l g o r i t h m s c h a r a ct e r i Z e d b y d i f f e r e n t c o m p r e s s i o n p r o c e s s i n g r a t e s , a monit o r e d p r o c e s s v a r i a b l e f o r t h i s PI D a t a c o m p r e s s i o n c o n t r o li n c l u d i n g a p r o p o r t i o n o f s e n d e r p r o c e s s i n g t i m e consumedb y c o m p r e s s i o n p r o c e s s i n g , t h e PID d a t a c o m p r e s s i o n c o nt r o l s e l e c t i n g a c o m p r e s s i o n a l g o r i t h m t o b e a p p l i ed d u r i n g an e x t p e r i o d o f d a t a t r a n s m i s s i o n b a s e d upon t h e m o n i t o r e dp r o c e s s v a r i a b l e s o a s t o c o n t i n u a l l y a d a p t t o c h a n g i n g d a t ac h a r a c t e r i s t i c s and maximize t h e amount of a t a t r a n s f e r r e db y t h e s e n d e r u n i t .

1 6 . The method a s i n c l a i m 1 4 , wherein t h e monitoredp r o c e s s v a r i a b l e f o r t h i s PI D d a t a c o m p r e s s i o n c o n t r o li n c l u d e s a r a t i o o f amount o f compressed d a t a s e n t by t h es e n d e r u n i t t o t h e o r i g i n a l amount f u n c o m p r e s s e d d a t a , t h ePID d a t a c o m p r e s s i o n c o n t r ol a d j u s t i n g a d e g r e e o f d a t ac o m p r e s s i o n to b e a p p l i e d d u r i n g a n e x t p e r i o d o f d a t a t r a n sm i s s i o n s o a s t o c o n t i n u a l l y a d a p t t o c h a n g i n g d a t a c h a r a ct e r i s t i c s a n d m a x i m i Z e t h e t r a n s f e r o f r i g i n a l u n c o m p r e s s e dd a t a .

1 7 . A ethod s i n c l a i m 1 , wherein h e s e n d e r u n i t r e s e n d sa n y c h a n g e d v e r s i o n s o f d a t a ? l e s i n b l o c k s o f d a t a g r a m s ,w i t h o n l y c h a n g e d b l o c k s b e i n g r e s e n t as d e t e r m i n e d b yb l o c k c o m p a r i s o n u s i n g a d e d i f f e r e n t i a t i o n a l g o r i t h m , t h emethod u r t h e r c o m p r i s i n g PI D c o n t r o l o f b l o c k s i Z e w i t h a tl e a s t one o f d e d i f f e r e n t i a t i o n p r o c e s s i n g t i m e and amount ofd a t a r e s e n t a s monitored process v a r i a b l e s .

1 8. The method a s i n c l a i m 1 , wherein t h e s e n d e r u n i tg r o u p s d a t a g r a m s t o b e s e n t i n t o c h a p t e r s o f d a t a g r a m s a n dc r e a t e s an o u t p u t stream c o n t a i n i n g a c o n t r o l l e d amount ofr e d u n d a n c y t h a t a l l o w s e a c h c h a p t e r o f d a t a g r a m s t o b er e c o v e r a b l e from a s u b s e t o f d a t a g r a m s , t h e method f u r t h e rc o m p r i s i n g PI D o n t r o l o f t h e amount f r e d u n d a n c y u s i n g ar a t e of datagram o s s a s a PID r o c e s s v a r i a b l e , c a l c u l a t e d a sa r a t i o o f number o f datagrams l o s t o r c o r r u p t e d , a s d e t e r

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

mined from h e acknowledgement e s s a g e s , t o t o t a l numbero f d a t a g r a m s s e n t by t h e s e n d e r u n i t .

19 . A o m p u t e r d a t a t r a n s m i s s i o n s y s t e m c o n ? g u r e d t ot r a n s f e r d a t a o v e r a d a t a g r a m - b a s e d n e t w o r k , t h e s y s t e mc o m p r i s i n g :

a d a t a c h a n n e l ;a f e e d b a c k c h a n n e l s e p a r a t e from h e d a t a c h a n n e l ;a s e n d e r u n i t c o u p l e d t o t h e d a t a c h a n n e l and h e f e e d b a c k

c h a n n e l a t a ? r s t e n d p o i n t o f t h e d a t a g r a m - b a s e d n e tw o r k , th e s e n d e r u n i t c o n ? g u r e d t o t r a n s m i t d a t a g r a m sover h e d a t a channel c o n t i n u o u s l y u n t i l a s o u r c e of a t ai s e x h a u s t e d o r p a u s e d , t h e s e n d e r u n i t h a v i n g p r o p o rt i o n a l - i n t e g r a l - d e r i v a t i v e ( P I D ) c o n t r o l o v e r a d a t atransmission r a t e a t which t h e datagrams a r e s e n t overt h e d a t a channel s o a s t o maximiZe use of a v a i l a b l eb a n d w i d t h i n t h e e s t ab l i s h e d d a t a c h a n n el i n d e p e n d e n to f n e t w o r k l a t e n c y , t h e s e n d e r u n i t a l s o c o n ? g u r e d t or e c e i v e a c k n o w l e d g m e n t m e s s a g e s f r o m t h e f e e d b a c kc h a n n e l t o t r a c k u n s u c c e s s f u l l y t r a n s m i t t ed d a t a g r a m sa n d r e a c t t o a n y c h a n g i n g n e t w o r k t r a n s f e r c o n d i t i o n s ;and

a r e c e i v e r u n i t c o u p l e d t o t h e d a t a c h a n n e l and h e f e e d b a c kc h a n n e l a t a s e c o n d e n d p o i n t o f t h e d a t a g r a m - b a s e dn e t w o r k , t h e r e c e i v e r u n i t c o n ? g u r e d t o r e c e i v e d a t agrams from h e d a t a c h a n n e l , t h e r e c e i v er u n i t a l s o con? g u r e d t o t r a n s m i t acknowledgment m es a g e s a t p r e d etermined time n t e r v a l s o v e r t h e feedback h a n n e l t o t h es e n d e r u n i t .

2 0 . The s y s t e m a s i n c l a i m 1 9 , f u r t h e r c o m p r i s i n g r e s e n di n g d a t a g r a m s t r a c k e d a s h a v i n g b e e n u n s u c c e s s f u l l y s e n t t ot h e r e c e i v e r .

2 1 . The system s i n c l a i m 1 9 , wherein PI D o n t r o l o v e r t h ed a t a t r a n s m i s s i o n r a t e by t h e s e n d e r u n i t i s c o n ? g u r e d t oa d j u s t a n i n t e r - d a ta g r a m d e l a y e s t a b l i s h i n g a t i m e d u r a t i o nb e t w e e n th e s e n d i n g o f c o n s e c u t i v e d a t a g r a m s .

2 2 . The s y s t e m a s i n c l a i m 19 , w h e r e i n p r o p o r t i o n a l , i n t eg r a l a n d d e r i v a t i v e t u n i n g f a c t o rs o f h e PID o n t r o l a r e p r e s e tc o n s t a n t s which ca n be overridden by a system user at a timeo f s y s t e m i n i t i a t i o n .

2 3 . The s y s t e m a s i n c l a i m 19 , w h e r e i n p r o p o r t i o n a l , i n t eg r a l and d e r i v a t i v e t u n i n g f a c t o rs o f t h e PI D c o n t r o l a r ed y n a m i c a l l y c a l c u l a t e d v a l u e s .

2 4 . The system a s i n c l a i m 1 9 , wherein a p r o c e s s v a r i a b l em o n i t o r e d by t h e PI D c o n t r o l i s a r a t e o f d a t a g r a m l o s s ,c a l c u l a t e d a s a r a t i o o f number f datagrams o st o r c o r r u p t e d ,a s d e t e r m i n e d from h e acknowledgement e s s a g e s , t o t o ta lnumber f d a t a g r a m s s e n t by t h e s e n d e r u n i t .

2 5 . Th e s y s t e m a s i n c l a i m 2 4 , w h e r e i n t h e PID o n t r o l h a sa s e t p o i n t f o r t h e p r o c e s s v a r i a b l e which s a p r e s e t r a t e ofdatagram o s s which ca n be o v e r r i d d e n by a system s e r a t at i m e o f s y s t e m i n i t i a t i o n .

2 6 . The s y s t e m a s i n c l a i m 19 , w h e r e i n t h e PI D c o n t r o lf u r t h e r a p p l i e s an a c c e l e r a t i o n l i m i t t o t h e d a t a t r a n s m i s s i o nr a t e .

2 7 . The s y s t e m a s i n c l a i m 2 6 , wherein t h e a c c e l e r a t i o nl i m i t i s a p r e s e t v a l u e of 25% f u r r e n t d a t a t r a n s m i s s i o n r a t ewhich can be v e r r i d d e n by a system s e r a t a time of systemi n i t i a t i o n .

2 8 . The s y s t e m a s i n c l a i m 19 , w h e r e i n t h e PI D c o n t r o lf u r t h e r a p p l i e s a d e c e l e r a t i o n l i m i t to t h e d a t a t r a n s m i s s i o nr a t e .

7/27/2019 US209.pdf

12/12

US 2012/0259989 A 1

2 9 . The s y s t e m a s i n c l a i m 2 8 , wherein t h e d e c e l e r a t i o nl i m i t i s a p r e s e t v a l u e o f 20% f u r r e n t d a t a t r a n s m i s s i o n r a t eWhich ca n be v e r r i d d e n by a system s e r a t a time of systemi n i t i a t i o n .

3 0 . The s y s t e m a s i n c l a i m 19 , Wherein t h e PI D c o n t r o lf u r t h e r a p p l i e s a mini mum a t a t r a n s m i s s i o n r a t e .3 1 . The s y s t e m a s i n c l a i m 3 0 , Wherein h e mini mum a t a

t r a n s m i s s i o n r a t e i s a p r e s e t v a l u e of 60 KB / e c Which ca n beo v e r r i d d e n by a system s e r a t a time of system n i t i a t i o n .

3 2 . The s y s t e m a s i n c l a i m 1 9 , f u r t h e r c o m p r i s i n g PI Dc o n t r o l o f d a t a c o m p r e s s i o n a p p l i e d t o d a t a g r a m s b e i n g s e n tb y t h e s e n d e r u n i t .

3 3 . The s y s t e m a s i n c l a i m 3 2 , Wherein h e s e n d e r u n i t h a sa p l u r a l i t y o f a v a i l a b l e d a t a c o m p r e s s i o n a l g o r i t h m s c h a r a ct e r i Z e d b y d i f f e r e n t c o m p r e s s i o n p r o c e s s i n g r a t e s , a monit o r e d p r o c e s s v a r i a b l e f o r t h i s PI D a t a c o m p r e s s i o n c o n t r o li n c l u d i n g a p r o p o r t i o n o f s e n d e r p r o c e s s i n g t i m e consumedb y c o m p r e s s i o n p r o c e s s i n g , t h e PID d a t a c o m p r e s s i o n c o nt r o l s e l e c t i n g a c o m p r e s s i o n a l g o r i t h m t o b e a p p l i ed d u r i n g an e x t p e r i o d o f d a t a t r a n s m i s s i o n b a s e d upon t h e m o n i t o r e dp r o c e s s v a r i a b l e s o a s t o c o n t i n u a l l y a d a p t t o c h a n g i n g d a t ac h a r a c t e r i s t i c s and maXimiZe t h e amount of a t a t r a n s f e r r e db y t h e s e n d e r u n i t .

3 4 . The s y s t e m a s i n c l a i m 3 2 , W h e r e i n t h e m o n i t o r e dp r o c e s s v a r i a b l e f o r t h i s PI D d a t a c o m p r e s s i o n c o n t r o li n c l u d e s a r a t i o o f amount o f compressed d a t a s e n t by t h e

O c t . 1 1 , 2 0 1 2

s e n d e r u n i t t o t h e o r i g i n a l amount f u n c o m p r e s s e d d a t a , t h ePID d a t a c o m p r e s s i o n c o n t r ol a d j u s t i n g a d e g r e e o f d a t ac o m p r e s s i o n to b e a p p l i e d d u r i n g a n e x t p e r i o d o f d a t a t r a n sm i s s i o n s o a s to c o n t i n u a l l y a d a p t t o c h a n g i n g d a t a c h a r a ct e r i s t i c s a n d m a X i m i Z e t h e t r a n s f e r o f r i g i n a l u n c o m p r e s s e dd a t a .

3 5 . A y s t e m a s i n c l a i m 1 9 , Wherein t h e s e n d e r u n i t i sc o n ? g u r e d t o r e s e n d a n y c h a n g e d v e r s i o n s o f d a t a ? l e s i nb l o c k s o f d a t a g r a m s , W i t h o n l y c h a n g e d b l o c k s b e i n g r e s e n ta s d e t e r m i n e d by l o c k c o m p a r i s o n u s i n g a d e d i f f e r e n t i a t i o na l g o r i t h m o f th e s e n d e r u n i t , th e s e n d e r u n i t f u r t h e r h a v i n gPI D o n t r o l o f t h e b l o c k s i Z e , m o n i t o r e d p r o c e s s v a r i a b l e s f o rt h e PI D l o c k s i Z e c o n t r o l b e i n g s e l e c t e d from t l e a s t one ofd e d i f f e r e n t i a t i o n p r o c e s s i n g t i m e and amount o f d a t a r e s e n t .

3 6 . The s y s t e m a s i n c l a i m 1 9 , Wherein t h e s e n d e r u n i t i sc o n ? g u r e d t o g r o u p d a t a g r a m s t o b e s e n t i n t o c h a p t e r s o fdatagrams an d t o c r e a t e an o u t p u t stream c o n t a i n i n g a co nt r o l l e d amount o f r e d u n d a n c y t h a t a l l o W s e a c h c h a p t e r o fd a t a g r a m s t o b e r e c o v e r a b l e from a s u b s e t o f d a t a g r a m s , t h es e n d e r u n i t f u r t h e r a p p l y i n g PID c o n t r o l t o t h e amount o fredundancy u s i n g a r a t e of datagram l o s s a s a PI D p r o c e s sv a r i a b l e , c a l c u l a t e d a s a r a t i o o f number of datagrams l o s t o rc o r r u p t e d , a s d e t e r m i n e d from t h e acknowledgement m ess a g e s , t o t o t a l number f d a t a g r a m s s e n t by t h e s e n d e r u n i t .

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