基于队列长度的上行资源调度性能分析及策略

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1、第28卷第3期2011年3刀计算机应用与软件Vo128No.3ComputrApplcatonsandSofwarMar201基于队列长度的上行资源调度性能分析及策略姚志平I张琳I刘郁恒2摘要对无线通信网络上行队列调度进行了分析和设计。捉出一种基于队列长度的上行资源调度策略，建立了数学模型，采用双随机泊松过程模型，对上行资源调度进行了理论分析，推导提出了衡量调度性能的参数：延时和带宽利用率。将该策略应川于基于IEE802・16d的无线网络，数值分析和仿真结果表明，所提算法能对上行资源进行优化配置，实现系统所需的QoS服务。关键词上行调度优化QoS延时带宽利用率P

2、ERFORMANCEANALYSIANDSTRATEGYFORUPLIKRESOURCEGBASED0NQUEUELENGTHYaoZhiigZhangLi】AbsractItipaperweanalzanddesgnanuplnkqueueshedulngshemefrwieIsnetor.Wealoprsntanuplnkrsureshedulngsrtgybasdonqueuelngt,andfrultismatematcalmodelwhihussMarovodultdPoisnprcesmodelccorigtleortcalanalssonuplnk

3、rsuresheduJngtoperoranceidexesdelyandbandwitut1zton•aderved.Wcapp]tisrtgytIEE802・16dasdwie1snctojbottenumercalanalssandtesmultonrslsdemonsrttatteprsntdalortmcanoptmietealocatonofupinkrsuresandralztessemrquiedQoS(QualtofSerie.KeywordsUplnkbandwita1ocaton0ptmiatonQoSDe1yBandwitut1ztono

4、引言无线城域网（WMAN）标准IEE802.16d是第一个用于定宽带无线接入的商业标准，定义了物理（PHY）层和介质接入控制（MAC）层的技术规范固定宽带无线接入网基于无信道，为离散站点的语音、数据和多媒体业务提供高带宽传输；此外，固定宽带无线接入网组网、安装、维护方面灵活快捷，而且系统开发运营成本低，商业价值高,将成为未來的无线通信主流技术z-［门随着业务的高速发展，高用户量、高数据传输量、多种业务并存，冇必耍对无线资源进行管理，以高效利用无线通信系统冇限的传输资源，为不同用户的接入需求提供不同的QoS务。曲于无线环境的多变性和不可预见性，在无线网络中实现了区

5、分服务调度，尽管Raghu等人运用马尔可夫链对基于队列的上行链路调度算法进行了分析［5］,提出了延时耍求，然而，性能度量尚缺少定量衡量标准。固本文对无线资源管理机制进行了研究，提出了-*种基于队列长度的动态上行资源调度算法，基于离散随机过程模型，提出线了QoS性能评估机制，并结合特定的队列算法进行了数值验证与仿真分析。仿真结果表明：所提算法能够满足不同用户的QoS需求，基于队列状态的上行调度有效提高了无线链路资源的利用率。oS的保证与冇线网络相比，将面对更多挑战。无线城域网中各种服无线队列与资源由何AC层來调度管理。尽管IEE802.16协议描述了MAC层的系统

6、功能和信令Q交互格式［2］,但对于如何实现mac层无线资源管理并未定1义。..已经提出的许多队列算法，如基于不公平优先级队列的随机草ii期检测算法［3］、基于自适应权重的公平调度(AWFS)算法及其上行调度模型te•IFER(I71AMAC层涌i、［焙隹验但曲射钏业务汎卄映射简化算法SWFS4］,从时延，服务优先级等方面入手实现QoS到由ConnectonIentfer(CI)标识的连接上通过提取的QoS参数进行调度，保障MAC层的QoS性能。IEE802・16d协议中，定义了四种QoS业务类型，分别为UGS、rPS.nrPS及BE,如图1所示。收繭日期：200

7、9—09—23。国家自然科学基金和广东省联合基金项目(中山大学电子与通信工程系巾东6庁幼0?■果柑然科学基金(9151027501000092)；广州市科技计刘(广东省电信规划设计院有限公硕kf"(弦『讪伦0H」D6］35Q》°姚志平，硕士生.主研领域：无线通借・资源管理.NNpn]2(DepruteinofElertnoscndCommuniclcinEngrifieriis.SunYat$nlenieyirGuwngzouli10275,Guangdong,Chha)(GuangdongPhnmisandDsegnhglreiutlefTehccnimune

8、afionsCo・LTD