多性能目标分组调度策略

在高速分组交换网络中,分组调度策略和算法的设计是一个关键问题.由于网络分组调度策略有着多方面性能的要求,如何同时满足多个性能目标是当前的研究难点.基于比例公平性原则,提出了一种分组网络中的比例公平调度策略(proportional fairness scheduling,简称PFS),该调度策略综合考虑了网络效率、用户QoS要求和系统公平性等多维目标,对该策略进行了详细的分析和论证.比例公平调度策略可以广泛应用于分组网络调度策略的设计研究和改进.     

高速分组交换网络中调度器的设计

为了满足迅猛发展的网络业务对网络服务质量提出的更高要求,使用高速分组网络交换机中的队列调度器可以有效地提供高质量的网络服务。通过采用分级式队列调度和四种队列调度算法有效地实现了队列调度器的设计。并且深入地比较和分析了队列调度器中多种队列调度算法的优缺点,尤其是对DRR调度算法进行了优化和改进。最后。对所设计的电路进行了仿真验证和电路综合,结果表明该调度器可以满足网络对服务质量的更高要求,并且能够应用到高速分组交换网络的调度器设计中。     

一种可提供绝对服务质量分级的优先调度算法

提出了一种能够提供端到端时延保证和满足丢包率要求的多优先级算法。该算法以分组头中记录的时延、丢包率、保证带宽为权重对分组进行调度,通过对信元的相对优先级及服务质量参数的加权算法,得到一种公平的满足绝对服务质量的算法。还能够使系统避免维护每个流的状态信息以及对单个流进行复杂的队列管理和调度,由此增加了系统的可扩展性。计算机仿真表明该算法具有较高的资源利用率,较低的端到端时延和时延抖动以及较低的分组丢弃率等特点。     

高性能多媒体SoC分组访存调度算法

根据多媒体处理单元的访存特点,提出一种面向高性能多媒体SoC的分组访存调度算法.该算法将访存请求按照访存ID和页地址分组,以访存组为单位进行乱序调度,并通过维护相同ID访存请求之间的顺序保证访存的正确性:综合考虑访存单元的访存效率和服务质量要求,在每个访存单元独立的调度周期内提供最低带宽保障服务.将该分组访存调度算法应用于访存调度装置,实际应用仿真结果表明,与已有基于带宽分配的访存调度算法相比,文中算法在保障访存单元带宽需求的同时降低了访存延迟,并将平均带宽利用率提高了15%.     

一种基于EPA标准的无线调度算法

据工业现场不同数据具有不同实时性要求的特点,在EPA有线调度算法的基础上提出了一种基于TDMA的无线调度算法。该算法根据不同的实时性要求将一个通信宏周期分为周期报文传输阶段和非周期报文传输阶段。在周期报文传输阶段,每个设备都被分配了时间片用于传输数据实时性要求比较高的数据,在非周期报文传输阶段,网关设备按照非周期报文的不同优先级为各设备分配时间片,该算法同时保证了通信的确定性和实时性。还提出了一种该算法通信宏周期、周期报文传输阶段长度和非周期报文传输阶段长度的确定方法。通过树型网络进行测试,结果表明该调度算法具有较低的丢包率。     

一种用于无线网络中实时业务的跨层调度算法

就同时包含了有线链路和无线链路的异构网络上的实时应用,提出了一种满足其端到端服务质量(QoS)需求的无线网络MAC(media access control)层调度算法(real-time cross-layer scheduling algorithm for real-time application,简称RTCLA).该算法采用跨层的思想,结合了自适应调制编码(adaptive modulation and coding,简称AMC)技术和选择性自动请求重传(selective repeat-automatic repeat request,简称SR-ARQ)技术,在满足应用的系统误包率(packet error rate,简称PER)要求、尽可能减少基站中等待超时分组数目的前提下,提高系统吞吐性能和频谱利用率.通过仿真来验证算法分组超时率、平均系统有效吞吐率和公平性3个方面的性能,并与改进的比例公平算法(modifiedpro portional fair,简称MPF)、最早到期优先(earliest deadline first,简称EDF)和改进的最大加权延时优先(modified largest weighted delay first,简称M-LWDF)等3种广泛使用的算法进行了比较.仿真结果还表明,综合考虑实时应用的严格时延要求和无线网络资源稀缺以及信道的时变特性,RTCLA更适合于对时延敏感的实时应用,尤其是分组超时率性能方面表现突出.此外,仿真结果还表明,RTCLA在稳定性方面的表现与其他3种算法基本相同.     

网络QoS的分组调度算法仿真研究

随着Internet的不断发展,实时数据的应用对网络提出了更高的服务质量控制要求,分组调度是实现网络服务质量控制的核心技术之一.分组调度按照一定的规则决定队列中分组的发送次序并分配共享链路带宽.文中介绍了一种先进的分组调度和资源管理模型:链路共享模型, 以及两种不同的实现算法:CBQ和HPFQ,分析了它们用于传输实时流的可行性.HPFQ算法为实时数据提供了严格的时延保证和完全意义上的等级链路共享服务.文中使用网络仿真工具NS2,对链路共享模型下实时流传输的服务质量性能进行了仿真分析.     

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.     

区分服务中的分组标记策略研究

区分服务是近两年的一个研究热点,其目的是为用户提供较大粒度的服务质量(QoS)保证.与集成服务模型相比,区分服务不仅具有良好的可扩展性,而且更容易在传统IP分组交换网络上实现.研究了区分服务的一个关键机制——分组标记策略,并提出了一个具有公平性的分组标记算法(fairmarkingpacketalgorithm,简称FMPA),通过仿真把该算法与现有的等比例的标记算法进行比较.此外,还提出了一种分组再标记(remarking)算法,该算法可尽可能地维护分组原有的服务语义.通过仿真对该算法进行了验证.     

Packets Schedule Algorithm for LTE Downlinks Based on QoS

提出一种基于服务质量(QoS)的长期演进(LTE)下行分组调度算法.根据业务的QoS对分组进行分类,提高时延敏感业务的优先级,通过分析传输流量,进行资源分配的公平性补偿.仿真实验结果表明,该算法能有效平衡吞吐量和用户公平性,且在丢包率方面性能较优.     

基于QoS效用函数的比例公平调度算法

比例公平调度算法应用于多媒体业务调度时,不能满足其多方面的服务质量(QoS)需求,尤其是当有业务的瞬时QoS参数值接近业务可忍受的QoS阈值时,该业务的调度优先级变化趋势不明显,使该业务不能被及时调度,降低了多媒体业务的通信质量。为此,在PF算法调度优先级判断表达式中引入QoS因子参数项,加强服务质量需求参数项对调度的影响,提出基于QoS效用函数的比例公平调度算法。实验结果证明,该算法可以迅速增加接近QoS阈值多媒体业务的调度机会,使VolP业务的平均延时降低44%、公平性提高3%。     

Enhancing router QoS through job scheduling with weighted shortest processing time-adjusted

Most routers on the Internet employ a first-in-first-out (FIFO) scheduling rule to determine the order of serving data packets. This scheduling rule does not provide quality of service (QoS) with regards to the differentiation of services for data packets with different service priorities and the enhancement of routing performance. We develop a scheduling rule called Weighted Shortest Processing Time–Adjusted (WSPT-A), which is derived from WSPT (a scheduling rule for production planning in the manufacturing domain), to enhance router QoS. We implement a QoS router model based on WSPT-A and run simulations to measure and compare the routing performance of our model with that of router models based on the FIFO and WSPT scheduling rules. The simulation results show superior QoS performance when using the router model with WSPT-A.     

Quality of Service Support for Multimedia Applications in Third Generation Mobile Networks Using Adaptive Scheduling

Third generation mobile network will support services such as video-telephony, video-conferencing and other multimedia applications. Therefore, this network must provide quality of service (QoS) to these applications consistent with that offered by fixed networks. However, this is a very challenging task due to the instability of the wireless channel and the diverse quality of service requirements dictated by different multimedia applications. In this paper we introduce a resource allocation algorithm for the wireless downlink that takes into account the wireless channel characteristics, the QoS required by the applications as well as a pricing value function. Our solution is based on an adaptive scheduling algorithm originally developed for scheduling real-time processes during transient surges. This algorithm tends to maximize the wireless network operator profit while satisfying the customers' quality requests.     

一种无抖动的分布式多媒体任务调度算法

在分布式多媒体系统中,资源的管理和分配算法是保证应用的服务质量（ＱｏＳ）的关键问题,而资源管理中,ＱｏＳ协商和确认都和多媒体任务调芳算法有关,任务调度算法是资源管理的重要内容。现有的调度算法ＥＤＦ,ＲＭ,ＤＳｒ适用在分布式多媒体系统中,有局限性。本文基于风车调度模型,提出了一种无抖动调度的逐步消除候选项的并行算法ＤＭＳｒ,能达到分布系统中多媒体任务周期调度的无抖动特点,并讨论了算法的计算复杂度,证     

一种提供延迟保证的多级FIFS队列包调度算法

包调度算法是提供服务质量保证的一个重要部分.传统的每流区分的包调度方法通常不能支持较好的扩展性,不适应当前网络带宽的迅速增长.而非每流区分的方法又不能提供每流的服务保证.动态包状态(dynamic packet state,简称DPS)方法提供了一种在无须维护每流状态下提供保证服务的方法,该方法在保证服务质量的同时大大提高了扩展性.但是它仍然需要每包的调度,其复杂度和包的数量有关.在DPS的基础上提出了一种用多级FIFS队列提供延迟保证的包调度算法,并给出了该算法实现服务保证的约束条件.理论分析和仿真实验结果都表明:该算法可以实现常数时间的包调度复杂性,同时具有和DPS同样的延迟性能.     

Management of Multi-Queue Switches in QoS Networks

The concept of Quality of Service (QoS) networks has gained growing attention recently, as the traffic volume in the Internet constantly increases, and QoS guarantees are essential to ensure proper operation of most communication-based applications. A QoS switch serves m incoming queues by transmitting packets arriving to these queues through one output port, one packet per time step. Each packet is marked with a value indicating its priority in the network. Since the queues have bounded capacities and the rate of arriving packets can be much higher than the transmission rate, packets can be lost due to insufficient queue space. The goal is to maximize the total value of transmitted packets. This problem encapsulates two dependent questions: buffer management, namely which packets to admit into the queues, and scheduling, i.e. which queue to use for transmission in each time step. We use competitive analysis to study online switch performance in QoS-based networks. Specifically, we provide a novel generic technique that decouples the buffer management and scheduling problems. Our technique transforms any single-queue buffer management policy (preemptive or non-preemptive) to a scheduling and buffer management algorithm for our general m queues model, whose competitive ratio is at most twice the competitive ratio of the given buffer management policy. We use our technique to derive concrete algorithms for the general preemptive and non-preemptive cases, as well as for the interesting special cases of the 2-value model and the unit-value model. We also provide a 1.58-competitive randomized algorithm for the unit-value case. This case is interesting by itself since most current networks (e.g. IP networks) do not yet incorporate full QoS capabilities, and treat all packets equally.     

基于神经网络的多媒体通信控制机制研究

在Internet网络的多媒体通信系统中需要解决QoS控制问题,如视频、音频等多媒体数据的同步、网络拥塞控制、多媒体数据传输的QoS协商控制、视频平滑,以及连续多媒体系统的CPU调度等.为了解决好这些控制问题,提出一种基于神经网络的多媒体通信控制机制,把人工智能与多媒体通信技术紧密结合起来,并在Internet网络环境下开发了实用的多媒体通信系统.运行结果表明,该系统效果优越.     

Linux下多媒体业务差分IPv6测试平台的设计与实现

为了在无线网络中保证实时多媒体业务的服务质量(QoS),基于IPv6在无线局域网中设计并实现了差分QoS测试平台,实验测试各种支持QoS调度策略。测试平台核心部件为实现差分QoS调度的IPv6路由器。路由器由Linux操作系统来实现,采用可加载内核模块编程,使用Netfilter中钩子函数截获网络数据包,根据业务的不同优先级进行调度,合理分配网络资源,保证实时业务的服务质量。在此平台上,进行了多媒体业务差分QoS的演示和测试。实验表明,测试平台运行稳定,可以为QoS研究提供一个开放式开发测试环境。     

一种基于服务质量的多媒体任务模型

实时调度算法研究一直是实时系统领域的热点和难点.近年来,发展快速的多媒体应用由于需要保证一定的服务质量而呈现实时需求.然而,多媒体应用的特点使得很难使用传统任务模型对其进行描述.本文提出了一种基于服务质量的多媒体任务模型,并给出了在该模型下计算系统QoS指标的算法.该模型将有助于多媒体实时系统的理论分析和调度算法研究.