OFDMA中继系统中比例公平调度算法研究

研究网络资源调度优化问题,中继技术是发展网络的关键技术。传统的资源调度算法中,部分比例公平调度(PPF)与两跳比例公平调度(THPF)均有不足,PPF算法能获得较高的系统吞吐率,但不能保证用户的公平性,THPF算法则相反。为了解决系统同时获得吞吐率与用户公平性问题,根据THPF算法设计了一种基于最少好信道优先的两跳比例公平调度算法(S-THPF),通过优先给好信道较少的用户分配信道资源,从而保证尽可能多的用户获得最优的信道。仿真表明算法在提高系统吞吐率的同时能满足用户公平性要求。     

小无线网络中基于BLUF的包调度算法

在无线网络的多用户资源分配中,一个重要的问题就是设计高效的调度算法来保证用户的公平性,并充分利用有限资源和保证用户服务质量要求。提出一种基于缓冲区长度效用函数的多用户包调度（BLUF）算法,该算法充分考虑无线信道的时变特性,用缓冲区长度的效用函数来表示调度的服务质量需求的紧急程度,用户当前信道速率与其获得的平均信道速率的比值表示用户公平性和系统效率的权衡程度。仿真结果表明,与存在的比例公平性无线包调度（PFS）算法相比,BLUF算法能够保证实时任务的时延需求的前提下,获得更好的公平性、系统吞吐量等性能。     

一种基于比例公平的启发式D2D资源分配方案

在蜂窝网络中引入设备与设备(D2D)通信可解决频谱资源匮乏的问题,但移动多媒体业务的多样化使用户带宽需求日益增长。为此,在比例公平调度算法的基础上设计启发式D2D资源分配方案。根据D2D对优先级从高到低的顺序逐一调度,同时禁止已满足数据速率需求的D2D对与其他D2D对竞争资源块,保证信道状态较差的D2D对获得被调度机会。当所有D2D对的数据速率需求都被满足时,调整用户优先级,在最大化系统吞吐量与保证用户被调度的公平性之间进行折中。仿真结果表明,该方案可以保证D2D通信对数据速率的需求,提升系统吞吐量,同时兼顾用户被调度的公平性。     

基于业务QoS保证的中继系统资源分配算法

在基于正交频分多址（OFDMA）的中继系统中,为了满足用户的QoS要求,保证系统的吞吐量最大的同时又保证用户公平性,给出了一种面向业务服务质量的资源分配算法。先根据用户在队列中的等待时延和用户对速率的需求引入时延优先级因子和速率优先级因子,以此计算用户的优先级。然后分别在回程链路和接入链路进行动态资源调度与分配。仿真结果表明,新算法能够兼顾中继用户和直传用户的性能,实现低丢包率、较好地满足 GBR需求,实现较高的系统吞吐量和公平性。     

基于比例速率约束的NOMA公平资源分配算法

针对下行非正交多址接入系统多用户场景,综合考虑吞吐量、服务质量、公平性、串行干扰消除(SIC)能力等因素,提出一种基于比例速率约束的公平资源分配算法。利用比例公平思想设计自适应比例公平用户配对方案,通过动态调整遗忘因子加快调度优先级的更新速度。设计最优功率分配方案以保证SIC的正确执行,同时为进一步提升配对用户间的公平性,给出基于比例速率约束的2种功率分配方案,获得相对稳定的功率分配关系。仿真结果表明,在保证系统吞吐量的前提下,该算法可有效提升接入系统的用户数和用户间公平性。     

一种面向公平保证QoS的WiMAX二级调度方案

IEEE 802.16作为全球微波接入互操作系统技术标准,虽然定义了5类信流(分别是UGS,rtPS,ertPS,nrtPS和BE),并将服务质量支持机制引入媒体接入控制层,却没有规定相应的调度算法.为有效保证各种多媒体通信的服务质量,提出了一种基于正交频分多址接入技术和自适应调制编码机制的二级调度方案.该调度方案采用跨层设计思想,适用于PMP WiMAX网络下行链路中.一级调度器按照QoS优先级顺序调度位于不同类型缓存器的队头分组,从而满足rtPS业务的最大时延限定和nrtPS业务的最小速率要求;完成一级调度后,为满足用户速率公平性.二级调度器根据自适应调制编码信息及用户状态信息调度位于不同用户缓存器的队头分组.仿真结果表明该方案能够有效保证各种多媒体通信服务满足QoS要求并兼顾用户速率公平,同时也可获得较高的WiMAX系统吞吐量.     

MHWSN中保证混合业务QoS的跨层调度算法

针对中高速传感器网络中混合业务QoS（Quality of Service）要求,跨层考虑物理层和数据链路层参数,提出了一种保证混合业务服务质量的调度算法AM-LWDF。该算法同时考虑时延优先级和吞吐量优先级,在满足实时业务QoS约束的前提下,以最大化系统吞吐量为目标建立了相应的优化模型,对实时业务能够满足时延较小的要求,对非实时业务满足吞吐量较大的要求。仿真结果表明,该调度算法可以灵活地在时延和吞吐量之间取得满意的折衷,并保证不同类型业务用户间的公平性。     

基于混合业务QoS的LTE跨层调度算法

在众多资源分配的调度算法中,区别实现混合业务QoS要求的调度策略研究不多。针对现有调度算法不能同时满足多用户实时和非实时业务性能需求,提出了一种保证混合业务QoS的LTE系统下行资源分配算法。新算法采用跨层设计思想下的资源块分配机制,在EXP算法的基础上引入权重因子。仿真表明新算法能够大幅度降低LTE系统用户丢包率,改善用户公平性和吞吐量性能。     

基于跨层的中高速传感器网络多元参数调度与资源自适应分配算法

针对中高速传感器网络中不同业务对QoS(quality of scrvice)的不同要求,跨层考虑物理层和数据链路层参数,提出了一种适合混合业务的多元参数调度算法和资源分配算法。该算法根据不同的业务动态调整时延补偿因子和吞吐量补偿因子两个参数,在满足实时业务QoS约束的前提下,以最大化系统吞吐量为目标建立了相应的优化模模型,对于实时业务能满足时延较小的要求,对于非实时业务能满足吞吐量较大的要求。仿真结果表明,该调度算法可以灵活地在系统功率效率和用户服务质量满意度之间取得折衷,并保证不同类型业务用户间的公平性。     

中继网络一种改进的QAPF调度算法研究*

本文针对QAPF调度算法存在的吞吐量与公平性矛盾的问题,提出了一种改进的QAPF调度准则(RQAPF),该准则利用队列门限值降低了队列状态信息对调度准则的影响,保证了用户的公平性。但与QAPF调度准则相比,降低了系统吞吐量,进一步提出了具有载波配对的RQAPF调度算法(SubPairRQAPF),仿真表明该算法在满足系统公平性要求的同时能够提高频谱利用率。     

Job scheduling algorithm based on Berger model in cloud environment

Considered the commercialization and the virtualization characteristics of cloud computing, the paper proposed for the first time an algorithm of job scheduling based on Berger model. In the job scheduling process, the algorithm establishes dual fairness constraint. The first constraint is to classify user tasks by QoS preferences, and establish the general expectation function in accordance with the classification of tasks to restrain the fairness of the resources in selection process. The second constraint is to define resource fairness justice function to judge the fairness of the resources allocation. We have expanded simulation platform CloudSim, and have implemented the job scheduling algorithm proposed in this paper. The experimental results show that the algorithm can effectively execute the user tasks and manifests better fairness.     

一种多用户OFDMA比例公平资源分配算法

针对多用户OFDMA系统资源分配中已有算法对系统容量和公平性兼顾较差的情况,提出了一种满足比例公平性的系统容量最大化资源分配算法。首先选择合适的公平度门限范围,在子载波分配中,先将各个子载波分配给信道增益最大的用户,再在公平度门限约束下重新分配最大速率用户的信道增益最小的子载波,可以实现子载波利用率和公平度的折中。然后采用注水线法分配功率来调整用户间的比例公平性,最终找到使系统容量最大的公平度门限。仿真结果表明,该算法在保证了用户间比例公平性为1的同时提高了系统容量。     

User scheduling for downlink FD-MIMO systems under Rician fading exploiting statistical CSI

In this paper, we consider the user scheduling algorithm for downlink full-dimension multipleinput multiple-output (FD-MIMO) system under Rician fading channels. We assume that two-dimensional (2D) large-scale antenna array is deployed at base station (BS). An approximation of user’s signal-tointerference- plus-noise ratio (SINR) and a lower bound of user’s average signal-to-leakage-plus-noise ratio (SLNR) are derived. Based on these, two user scheduling algorithms exploiting only statistical channel state information (CSI) are proposed. The proposed algorithms take both the achievable sum rate and fairness into account. Simulation results reveal that the proposed user scheduling algorithms can make good trade-off between the achievable rate and fairness.     

基于HSDPA的增强型分组调度算法研究

从系统吞吐量、用户公平性等方面分析研究了HSDPA系统中支持非实时业务的三种经典分组调度算法RR、Max C/I和PF。针对PF算法重传时延过长问题,提出了一种结合混合自动请求重传HARQ的增强分组调度算法。该算法通过提高重传分组的优先级降低重传时延,有效地避免系统资源的浪费。MATLAB仿真结果表明,该算法在降低单用户重传时延的同时,仍能保证用户间的公平性和系统的吞吐量。     

基于公平性的OFDMA系统中自适应功率分配贪婪算法

功率分配是OFDMA系统资源调度中的一个重要研究问题。该文通过考虑功率分配中系统吞吐量与用户间公平性能平衡问题,提出了一种公平约束下的功率分配贪婪算法。将算法与经典算法比较,在使用户公平性大为提高的同时,使OFDM系统达到最大吞吐量。仿真结果表明,该算法的吞吐量逼近迭代注水功率分配算法。     

一种云环境中数据流的高效多目标调度方法

在分布式系统中,云计算作为一种新的服务提供模式出现,其执行科学应用数据流时的优势和缺点得到越来越多的关注,其主要特点为拥有大量同质和并发的任务包,并构成了性能瓶颈的主要因素.在云数据流中调度大规模任务是已被证实的NP难问题.文中专注于解决优化云数据流中的调度过程,并由现实世界启发,从不同角度将优化目标分别划分为用户指标（完工时间和经济成本）和云系统指标（网络带宽、存储约束和系统公平度）,并将该调度问题制定成为一个新的连续的合作博弈,设计出快速收敛的高效Muliti-Objective Game（MOG）调度算法,在优化用户指标的同时,实现系统指标的约束,并保证云资源的效率和公平度.通过综合实验,证实文中方法和其它相关算法相比,在算法复杂度O（l·K·M）（明显改进数量级）,结果质量（一些情况下最佳）,系统级别公平性上具有明显优越性.     

中继OFDMA系统容量公平资源分配算法研究

针对OFMDA解码-转发中继系统的资源分配问题,提出了一种以系统总功率和用户间的数据速率比例公平为约束条件,以最大化系统总速率为目标的资源分配算法。该资源分配问题为非线性最优化问题,联合求解所有变量复杂度很高,通过次优化的方法降低计算复杂度。算法包括：子载波分配和功率分配。子载波分配是以功率平均分配为前提,对基站-中继站和中继站-用户链路的子载波按照信道条件进行配对,并根据比例公平约束将配对的子载波分配给相应的用户。功率分配是对每个用户利用Lagrange方法调整每个子载波的功率,进一步提高系统的数据速率。算法仿真分析表明,该算法既能同时满足多用户不同数据速率的要求,又能提高系统的数据速率。     

基于QoS的改进比例公平算法研究

提出了1种适用于无线网络的分组调度算法,该算法在原有比例公平算法的基础上,加入服务质量（QoS）的因素,在保证用户QoS的基础上,使系统容量最大化。通过分析研究,对比例公平算法以及改进算法同时进行了仿真。结果表明,改进比例公平算法在公平性上有所改善,然而在吞吐量方面有略微的损失。     

An efficient bandwidth allocation algorithm for real-time VBR stream transmission under IEEE 802.16 wireless networks

This paper investigates variable rate control strategies for real-time multimedia variable bit rate (VBR) services over IEEE 802.16 broadband wireless networks. A data rate control mechanism is derived for the case where the uplink channel provides real-time services and the traffic rate parameter remains constant. This paper shows that the common queuing scheduling algorithms have some bandwidth allocation fairness problems for the real-time polling service (rtPS) in the MAC layer. In other words, the use of a VBR for the rtPS by a WiMAX system results in additional access latency jitter and bandwidth allocation disorder in the transmitted multimedia streams during the regular time interval polling of subscribe stations (SSs) for the contention bandwidth request period. However, the proposed scheduling algorithm solves these SSs contending with bandwidth resource allocation problems based on an extended rtPS (ertPS) of quality-of-service (QoS) pre-programming for a ranging response non-contention polling period. The adopted bandwidth allocation of max–min fairness queue scheduling uses a time constraint condition to transmit real-time multimedia VBR streaming in an IEEE 802.16 broadband wireless environment. In addition, we use the ns-2 simulation tool to compare the capacity of multimedia VBR stream and show that the proposed ertPS scheduling algorithm outperforms other rtPS scheduling algorithms.