论文研究-提供多业务QoS保证的OFDMA系统调度算法研究 .pdf

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提供多业务QoS保证的OFDMA系统调度算法研究,郑洁莹,冯春燕,下一代移动通信系统将支持具有不同服务质量(QoS)要求的多种业务类型。正交频分多址接入技术(OFDMA)已被选定为B3G系统的主要多址技��
中国技记文在线 算法能够较好的保证不同实时业务的要求,并且在系统负载较小时有很好 的昋吐量性能,是针对实时分组业务提出的一种吞吐量最佳算法。 的优先级表达式可以看出,对」数据率敏感业务, 只是简单 的用算法进行调度,并未对数据率敘感业务进行级别区分,即没有考虑业务的最小吞 吐量和要求。另外在系统负载较大时, 的时延特性有所下降 文献中对 算法做了一点改进,使之同时能满足时延敏感业务和数据率敏感 业务的要求。改进后的 既能够满足实时业务的要求,又能保证数据率敏感 业务的最小速率要求,并且兼顾了数据率敏感业务的丢包率要求,算法性能得到很大提高。 算法 算法中子信道调度的用户优宄级表达式为 ∈时延敏感业务 ∈数据率敏感业务 式中变量的定义均与 相同,其中 是时变的,因而调度对 时延的敏感程度也是吋变的,并且调度优先级与吋延的关系呈指数关系。式中∝的定义同 对于第个,第个信道的调度目标可表示为: 调度算法比 具有更好的时延特性,即使在系统负载很大的情氿卜仍然能够 很好的满足实吋业务的要求,同样是针对实吋分组业务提出的种吞吐量最佳算法 对于混合业务调度, 和 样没有区分数据率敏感业务的级别 另外在系统负载较小时, 的吞吐量性能较差。 如前文所述, 优先级表达式中C的取值会影响多业务调度下数据率敏感业务的 优先级,在系统负载不同、业务比例不同的情况下,∝值的大小会对系统调度性能产生不 同的影响。普通的算法由于∝值是固定的,因而不能自适应地调整时延敏感业务和 数据率敏感业务之间的资源分配。文献提出了一种自适应的 算法 ),该算法是在 的基础上,将Q变为一个自适应调整因子,它在每个 都会随着时延敏感业务的平均队列长度和队头时延进行或增或减的调整。这样,当系统中时 延敏感业务的负载较小时,数据率敏感业务的优先级会相应提髙,反之则降低。改逃后的算 法能够自适应地调整资源在时延敏感业务和数据率敏感业务之间的分配,使算法的昋吐量性 能和时延特性都得到改善。 算法 算法中子信道调度的用户优先级表达式为 中国技记文在线 式中的为用户的当前缓冲区深度,是与目标有关的目标延迟,这个目 标值与最大延迟边界有些区别。α为灵敏度调节因了,体现对资源分配的调节能力。该 值越大,对延迟的敏感度越强,系统调整相应时间越短。其余变量定义同 对于第个,第个信道的调度目标可表示为 () 从 算法的优先级表达式可以看出,该算法考虑了用户的目标时延,以及当前的 缓冲区队列状况,其当前队列时延用 表示,考虑了队列长度,比简单的考虑队 头时延 更严谨。由于优先级与时延关系呈指数关系,因此算法对延迟的敏感度增强, 具有很好的时延特性。在满足目标时延要求前提下,算法还兼顾了用户间的公平性。 算法的不足在于其对业务的考虑仅限于日标时延,只能对时延敏感业务提供较好的 时延保证,而不能区分不同业务的级别,更不能满足只有速率要求的非实时业务的 目标 用于多媒体业务的面向的调度算法 用于多媒体业务的面向的调度算法的调度规则与上述几种算法不同,它首先规定对 实时业务的调度优先于非实时业务,并且实时业务用户的优先级表达式为 +B 式中的表示子信道数,P是个可调的权重参数(如可设为), 表示当前 用户的缓冲队列中的分组数,表示用户的缓冲队列中的第个分组的优先级系数, 它由该分组的要求(如、时延抖动等)决定, 表示分组长度, 示当前分组的时延离它的最人容忍时延的距离,其余变量的定义同 与上述几种调度算法不同的是,该调度算法的优先级不是针对每个子信道的,而是一个 综合的优先级,它是根据每个用户当前的队列状况、要求以及在所有在信道上的速率之 和等综合因素计算得到的。其调度规则为 ()当系统中既有实时业务乂有非实时业务时,优先调度实时业务; )在每个,对所有实时业务用户进行优先级排序(从高到低); )各实时业务的用户按照优先级的高低顺序依次获得信道选择杈; ()获得信道选择权的用户在所有剩余可选的子信道中选择对其而言最好的几个子信 道(即( 最大的几个了信道)进行数据传输,选择了信道的数目取决于本次的调度目 标 若选择信道过程中发现己无可选子信道,则本次调度终止; 中国技记文在线 ()若所有实时业务的用户选择完了信道后还有剩余可选信道,则在剩余可选了信道 中按照算法的调度规则对非实时业务进行调度 调度标 的表达式 获得信道选择权的用户按信道速率从高到低依次増加子信道数直至所选的子信道的 速率之和大于等于 然后将信道选择权交给下一用户。从 的表达式可看 表示的是用户当前吋刻缓冲区中的各分组按照其时延上限要求所需的最小传 输速率之和。调度目标 体现了算法对实时业务的时延要求的保证 从这种用于多媒体业务的面向的调度算法的调度规则、优先级表达式以及调度日标 可以看出,该算法能有效地保证实时业务的时延要求,并且能够在一定程度上满足同种业务 的用户问公平性。 由于该算法总是优先调度实时业务,因前当实时业务的负载较大时,非实时业务将长时 间得不到调度,无法提供数据率敏感业务的最小吞吐量保证。 总结 本文介绍了几种适用于 系统的能够提供多业务保证的调度算法并对各算法 的特点进行了分析。通过比较各种算法的优缺点可以看出,多业务下子载波分配算法的优化 目标就是在系统的频谱效率(吞吐量)、用户间公平性以及不同业务保让之问寻找到一 个最佳的折衷点,使 系统的综合性能得到最大程度的提扃。 参考文献 徐国鑫,张建华,罗强,等 下行链路的延迟加权动态子载波分配算法北京邮电大学学报 中国技记文在线

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