无线网络中分组调度算法的研究

【摘要】：随着无线网络的发展,移动通信用户数和Internet用户数急剧增加,人们期望新一代移动通信系统不仅具有更大的容量,还要支持移动多媒体业务,除了提供话音业务外,还支持低/高速数据、图象等非话音业务的传输。不同业务有不同的服务质量(QoS)要求,如对时延、误比特率、数据速率的要求不同。无线网络设计有两大目标:一是保证各类业务的QoS要求,二是使网络的资源利用率达到最大,这需要借助于无线资源管理。第三代移动通信系统的无线资源管理主要包括呼叫接纳控制、切换控制、功率控制、负荷控制、分组调度等。本文重点研究了多媒体无线分组网络中的分组调度算法。 第二章考虑了将有线网络调度算法引入无线网络中应该注意的问题,并提出了一种领先流固定比例补偿的无线公平调度算法,算法区分不同的服务类别并可根据其业务需要进行不同的调度。考虑到无线信道的特殊性,算法引入了补偿和再分配模式。算法的补偿模式完全针对那些获得额外服务的业务流,采取了领先流固定释放其预约速率的一定比例带宽用于补偿的策略,再分配模式考虑到了补偿完成后的一些特殊情况。这种无线公平调度算法实质是通过补偿算法和再分配算法对各个连接的权重进行调整,从而实现补偿,在调度本身上仍然使用了传统的调度算法。无线公平调度算法本身并不改变传统调度的算法(WFQ,WF2Q等等),可以理解为传统调度算法和权重调整算法的结合。 第三章提出一种滞后流固定比例获得补偿的无线公平调度算法。同第二章中算法相比,这种算法改变了补偿模式的实现方法,采用了针对滞后流在补偿过程中按照其预约速率的固定比例获得补偿的方式,同时,做出补偿的连接均为那些获得额外服务的连接。 第四章提出一种仅改变滞后流权重而获得补偿的无线公平调度算法。同第二章算法相比,这种算法也是改变了补偿模式的实现方法,采用了仅仅增加滞后流权重的方式,这样也可以实现对滞后流的补偿。同时,我们比较了第二章至第四章中三种不同的无线公平调度算法。 WP=9 第五章提出了一种结合预留资源进行补偿的无线公平调度算法。当系统呼叫切换频率很低时,将预留资源的空闲部分中的一部分用于补偿,以提高系统的资源利用率;当系统呼叫切换频率很高时,进行补偿的业务流均为那些获得额外服务的业务流,其中补偿模式可以采用第二章至第四章中的任意补偿算法。 第六章提出了将无线公平调度算法应用于GPRS网络中的方案,并通过仿真证明这种方案是完全可行的。仿真结果表明在应用了第三章中的无线公平调度算法后,系统的公平性得到了提高。 第七章进行了全文总结。