一种分层调度算法在wimax无线网络规划中的应用new

《一种分层调度算法在wimax无线网络规划中的应用new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn一种分层调度算法在Wimax无线网络规划中的应用韩超，杨大成北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）E-mail：hc705222@sina.com摘要：IEEE802.16协议定义了一系列的具有Qos需求的实时和非实时业务，因此为不同业务提供Qos保证是一个重要的问题。为了给不同的业务提供不同等级的Qos保证，系统中必须要有高效的业务调度算法模块。本文通过对一些经典调度技术的研究，结合Wimax多业务的特性，提出了一种可用于网络规划的分层调度算法，并给出

2、规划相关结果进行了分析。关键词：Wimax，Qos，调度，无线网络规划中图分类号：TN929.51.引言随着人们对高速数据业务的日益需求，3G无线网络系统得到了快速的发展。为有效的提供数据服务，需要高效的无线资源管理模块。作为3G无线资源管理的有效手段，基于CDMA的资源调度算法[1]已经得到广泛的研究。最新加入3G标准的Wimax系统定义了四种类型的数据业务[2]，但并没有提出相关的调度算法。[3]，[4]提出了Wimax的MAC层简化结构，[5]提出了先区分用户，再调度用户连接的分层结构。在本文中，提出

3、一种简化的分层调度结构，并能用于规划软件中进行规划分析。本文先介绍CDMA系统常见调度算法，接着提出简化的分层调度结构，最后通过规划仿真结果进行分析，证明它在规划仿真中的适用性。2.CDMA系统常见调度算法在CDMA系统中，调度算法有两个重要方面需要考虑，即吞吐量与公平性。好的调度算法应该兼顾吞吐量与公平性，得到一个比较好的折中。下面简要介绍几种常见的调度算法。2.1.最大C/I算法最大C/I算法就是在选择用户传输时，只选择C/I最大的用户，即让信道条件好的用户一直传数据，等其信道变差时，再让其他信道变好的

4、用户传数据。如果在时刻t有K个用户同时请求传输数据，此刻每个用户的C/I为(/)CI()t,则最k大C/I调度算法选中的用户为：k=argmax{(/)CI()t}（1）jK=1,...,j正因为这样，最大C/I算法的能达到吞吐量的极限，无论采用任何别的调度算法，吞吐量都不可能超过它。但是正因为这样，将使处于小区边缘C/I较低的用户得不到服务的机会，出现所谓的“饿死现象”。从占有系统资源的角度来看，这种算法是最不公平的。2.2.轮循算法在考虑公平性时，一般都把轮循算法作为衡量的标准。这种算法循环的调度每一个

5、用户，就被调度上的概率而言，对K个用户，每一个用户被调度的概率都等于1/K，也就是说每个用户以相同的概率占有可分配的资源。因此，从占有资源的角度来说，这种调度算法是最公-1-http://www.paper.edu.cn平的。不过同样的资源给不同的用户所获得的效用是不不一样的，这也导致了这种算法的资源利用效率低下。2.3.正比公平算法在时刻t,移动台k的平均传输速率用Rk()t（k=1,…,K）表示，其请求传输的速率用DRCk()t表示，则当前被调度上的用户为：⎧⎪DRCj()t⎫⎪k=argmax⎨⎬（2

6、）jK=1,...,⎩⎭⎪R()t⎪j这种调度兼顾了吞吐量和公平性，不失为一种好的调度方法。3.分层调度设计上述常见的调度方法很大的问题是只用于单一的业务，并且没有考虑业务的Qos需求，所以不能直接的应用于Wimax的调度。下面将简单介绍802.16协议中所定义的业务，并由此引出本文所设计的适用于Wimax的分层调度算法。3.1.Wimax业务分类IEEE802.16定义了4种调度业务类型，并对每种业务类型的带宽请求方式进行了规定：3.1.1.主动授权业务主动授权业务(UGS)用于传输固定速率实时数据业务，

7、例如T1/E1以及没有静默压缩的VoIP等。BS周期地以强制方式进行调度，不接受来自SS的请求，同时禁止使用捎带请求。BS基于业务流的最大连续业务速率(MSTR)，周期性地提供固定长度的授权，这样避免了带宽请求引入的开销和时延，以满足实时业务的时延和时延抖动要求。3.1.2.实时查询业务实时查询业务(rtPS)用于支持可变速率实时业务，是为满足动态变化的业务需求而设计，例如MPEG视频业务。BS为rtPS提供周期性的单播查询请求机会，并禁止使用其他竞争请求机会和捎带请求。由于SS提出请求，协议的开销和时延会

8、增加。3.1.3.非实时查询业务非实时查询业务(nrtPS)支持非周期变长分组的非实时数据流，例如，有保证最小速率要求的因特网接入。BS提供比rtPS更长的周期或不定期的单播请求机会。可以使用竞争请求(多播或广播)机会，甚至被主动授权。nrtPS可以被设置成不同优先级。3.1.4.尽力而为业务尽力而为业务(BE)支持非实时无任何速率和时延抖动要求的分组数据业务，如E-mail和短信等，不要求提供吞吐量和时延保证。