基于优先级的卫星终端双队列缓存管理算法

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1、第32卷第12期计算机仿真2叭5年12月文章编号：1006—9348(2015)12一0046—05基于优先级的卫星终端双队列缓存管理算法别玉霞，杨超，刘海燕(大连大学信息工程学院，辽宁大连116622)摘要：卫星终端传输的业务种类多、业务量大，容易引起由于业务突发造成的拥塞现象，导致较大的丢包率和较低吞吐量。针对上述问题，提出业务的优先级，在单队列缓存RED算法的基础上进行改进，提出一种采用优先级的双队列缓存管理算法一DBQM—P算法。上述算法对不同业务进行优先级分配，判断双队列缓存业务量与门限值的关系，对不同优先级队列执行不同的丢包概率。仿真结果表明，DBQM—

2、P算法兼顾了不同优先级业务的传输要求，与单队列缓存RED算法对比，有效地降低了业务的丢包率，提高了系统的吞吐量，减小了卫星终端网络突发业务带来的拥塞。关键词：双队列缓存；优先级；丢弃概率中图分类号：1哟01．6文献标识码：BSatelUteTerminalDualQueueBlllc!f．erM舳agementAlgorithmB嬲edonPriorityBIEYu—xia，YANCCha0。LIUHai—van(InfornlationEngineeringcoUege，DalianUIliversity，Ddiafl¨aoning116622，China)ABS

3、TRACT：Vadousbusinesst)甲esandlargebusinessvolumeofsatelliteeasilycausecongestion，whichmayresultintr幽cburst，alargepacketlossrateandlowerthrougIlput．Tosolvethisproblem，thisp印erproposesadualqueuebu仃打managementa190rithmbasedonthepriority—DBQM—Palgorithm，whichisonthebasisofasinglequeuebufkri

4、mprovedREDalgorithm．Thealgorithmallotstheprioritiesfbrdi】睡rentbusinesses，aIlddeteHninesthevolumeofbusinesswithdualqueuebu妇ferthresholdrelations，peTfb瑚sdi妇Ferentpacketdropprobabilityfordi归ferentpriorityqueues．SimulationresultsshowthattheDBQM—Pa190rithmtakesintoaccountthetransmissionrequ

5、ire-mentsofdi娲rentbusinesspriorities．Comparedwithasindequeuebu娲rREDa190rithm，theDBQM—PalgorithmeH．ectivelyreducesthepacketlossmte，impmvesthethroughputofthesystem粕dreducesburstytramctocongestionofthesatellitete珊inalnetwork．KEYWoRDS：Dualqueuebu雎r；蹦ority；Dropprobability1引言卫星终端，即在卫星网络中具有互联

6、互通、协同增强能力的卫星应用终端设备，具有单独组网和自组织等特点。卫星终端发送的业务从应用上可分为紧急业务和非紧急业务，常见的紧急业务包括作战指控业务、侦查预警业务、地震监测业务等，紧急业务对丢包率和吞吐量的要求较高，优先级高；常见的非紧急业务包括卫星电视业务，服务于电信运营商的业务、民用通信业务等，非紧急业务对丢包率和吞吐量基金项目：国家自然科学基金项目(91338104)；辽宁省教育厅科学研究项目(12013461)收稿日期：2015—01—09修回日期：2015—03—12—46一的要求相对较低，优先级较低。在应急通信过程中，当多个终端突发向某一终端发送业务时

7、，由于业务种类多及业务量大，当业务量超过这一终端的处理能力时，多余的业务将会暂存在缓存中，造成网络拥塞，导致业务传输的质量恶化。因此，如何避免和减小卫星终端的拥塞现象，是卫星终端通信的核心问题之一。缓存管理是卫星终端拥塞控制的重要手段。有效的缓存管理能够降低终端业务的丢包率，提高系统的吞吐量。缓存管理的算法分为被动队列管理(PQM)和主动队列管理(AQM)¨。1。被动队列管理算法中最典型的是弃尾算法(DmpTail)，该算法简单、容易实施，但会造成死锁、满队列和全局同步等问题。最典型的主动队列管理算法是由noyd等提出的随机早期检测(RandomEaJlyDet