基于WiMAX的实时业务带宽优化调度策略

WiMAX是一项无线城域网(WMAN)技术,支持实时与非实时等多种业务,SS可以向BS动态申请所需求的带宽,由IEEE 802.16协议定义.但协议中没有具体定义实时服务QoS所需要的带宽调度策略.因此,如何高效地分配使用带宽,成为一个亟需解决的问题.本文提出一种自适应的实时轮询业务带宽分配策略,SS依据当前带宽需求和以往的实际分配带宽,提前预测实时业务数据包所需求的确切带宽.文中给出了数学分析模型和仿真.仿真结果表明,与传统的带宽分配机制和其他自适应算法相比,该自适应的带宽分配算法能更好地改善系统性能,提高吞吐量,减少时延和减少缓冲区需求.     

以太网无源光网络中的QoS研究

在分析以太网无源光网络系统MAC协议的基础上,研究基于QoS的动态带宽分配机制,提出一种新的支持业务的QoS的动态带宽分配算法。该算法采用限制性带宽分配方法和基于优先级的调度方式,基于业务的通信量特征对各类业务预分配传输带宽。仿真结果表明该算法在时延和吞吐量性能上优于现有算法。     

一种适用于宽带无线多媒体网络的上行带宽分配方案

提出了一种适用于宽带无线多媒体网络的上行无线带宽分配方案。该方案将业务数据分为3种类型，即实时恒定速率业务、恒定变速率业务、非实时业务，针对不同业务对时延和带宽的不同需求，采取不同的方法获取上行带宽，较好地解决了多业务并发时的上行带宽分配问题，较传统技术提高了带宽利用率，减少了协议开销和传输时延。在详细描述算法的基础上，建立了对应的仿真系统对算法进行了验证。     

基于QoE的VoIP带宽分配机制研究

利用比例积分微分(PID)控制理论控制IP语音(VoIP)数据流带宽需求和用户体验(QoE)之间的平衡关系,并将该信息纳入带宽再分配模型中,提出一个基于QoE的带宽分配机制QBAV(QoE-based bandwidth allocation mechanism for VoIP application),它在满足用户期望QoE的同时兼顾带宽分配的公平性。理论证明该算法满足非线性问题最优化约束条件,所分配带宽满足目标函数全局收敛。仿真结果表明,该算法分别以低于传统NRG算法9%及最新FC-MDI-S算法15%的带宽满足了90%以上用户的期望QoE,避免了现有带宽分配机制针对小部分高优先级数据流的弊端,提高了VoIP业务的整体性能及网络利用效率。     

IEEE 802.16 Mesh模式下区分服务时隙调度算法

为了满足用户需求,IEEE802.16支持多种QoS。在IEEE802.16-2004定义的mesh模式的调度机制下,针对实时业务和非实时业务对时延具有不同敏感性的特点,提出了一种区分服务的时隙调度算法。该算法优先处理实时业务,并通过拥塞情况,自适应地调整实时业务的预留带宽。最后对算法进行了仿真,结果表明该算法下业务的延迟、服务请求拒绝率、时隙利用率均有所改善。     

综合业务卫星广播网带宽分配策略研究

本文在对综合业务卫星广播网所承载业务进行了分类并分析了各类业务QoS需求的基础上,提出了一种基于优先级和自适应最小回转周期轮转调度的适合于综合业务卫星广播网的带宽分配策略.仿真结果表明,该带宽分配策略能够满足综合业务卫星广播网各类业务的QoS需求.     

WiMAX系统突发实时业务调度算法的改进

针对现有WiMAX系统MAC层没有提供不同优先级业务具体调度方案的现状,在分析传统分级调度算法的基础上,提出一种针对实时业务突发性的改进DFPQ调度算法实现方案。该方案在带宽分配过程中,通过判断实时业务突发性增多,强制将低优先级业务的一部分带宽分配给实时业务。GloMoSim网络仿真环境下的仿真结果证明,该调度策略在满足各业务QoS要求方面优于传统分级调度策略。     

基于动态自适应权重与动态服务级别协议的EPON带宽分配算法研究

针对当前EPON带宽分配算法无法实时分析网络性能,且没有考虑每个用户所提供业务的最终行为等不足。对此,提出一种基于动态服务级别协议的EPON带宽分配算法,其根据动态变化的一组权重来分配带宽,并不断分析平均包延迟以确保最高优先级业务满足接入网中每一类客户的平均包延迟要求;通过将动态自适应权重引入动态服务级别协议中,克服因采用固定权重分配所带来的不足。仿真结果表明所提算法能够显著提高带宽利用率,大幅度降低其丢包率以及平均包延迟,且能够使平均包延迟以及丢包率始终低于每类优先级用户的最敏感业务所允许的最高上限。     

一种核心无状态保存的自适应成比例公平带宽分配机制

提出了一种核心无状态的自适应比例公平带宽分配机制CSPAFA（core stateless proporitonal adaptive fair allocation)，在边界路由器完成基于每个流的状态处理，将所有流分成标记流和非标记流两种业务类型，采用DPS（dynamic packet state)技术将有关信息编码进IP分组头，在核心将输出链路带宽分成两部分，核心根据当前的网络负荷对标记流按服务规格成比例的分配输出链路带宽，对未标记流公平分配带宽，并且能自适应地调整两类业务的带宽共享比例，最后，给出了在NS网络仿真环境下的仿真实验结果。     

实时企业服务总线的研究与设计

针对现有企业服务总线在不同类型业务流竞争有限带宽资源时产生系统拥塞的问题,提出一种实时企业服务总线模型.对JBI标准进行了改进,增加了业务优先级和业务时间约束的语义,并加入流量控制和带宽分配组件.系统运行时能根据不同类型业务流带宽需求,按照业务类型优先级从高到低动态分配服务总线的业务流量带宽.仿真实验结果表明,该方法可以保证高优先级业务的带宽需求,减少因业务拥塞导致的服务质量下降,并进而提升系统整体的吞吐能力.     

WiMAX上行链路实时业务改进调度算法

针对WiMAX建议的rtPS和ertPS调度机制处理变速率实时业务时MAC层开销大,导致时延增大的缺点,提出了一种能够有效调度多用户变速率实时业务的上行链路调度算法。该算法在SS端实时监控数据率,减少发送带宽请求的次数,从而提高整体的上行链路资源利用率,并在BS上行调度器中优化调度策略,使得最急迫的用户优先得到服务。仿真结果表明该算法与ertPS相比,在不影响系统吞吐量的情况下上行时延减少了约15%。     

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.     

无线城域网中MPEG视频传输的上行调度算法

针对现有无线城域网中MPEG视频传输的实时轮询服务算法的不足，提出了一种更为有效的媒体接入控制上行调度算法。该算法无需基站周期地提供带宽请求机会，而是在视频应用的连接建立以后，主动周期地分配固定带宽来传输视频数据的特定部分，剩余部分的带宽通过携带请求的方式获得，以此保证更好的服务质量。仿真中使用典型的视频测试源，结果表明，新算法在近似现有算法的信道利用率的情况下，具有更小的视频帧延迟和抖动。     

Uplink Scheduling for Supporting Real Time Voice Traffc in IEEE 802.16 Backhaul Networks

In this paper we propose simple enhancements to the bandwidth (BW) request messages in IEEE 802.16 for supporting real-time packet voice traffc. Three different BW request formats are proposed, each requiring a different amount of latency information about the buffered packets at the SS. On this basis, packet scheduling schemes are proposed for the BS to make resource allocations for real-time traffc. Our results show that the proposed BW request and scheduling schemes achieve significantly lower packet loss probability than the standard IEEE 802.16 BW request with round robin scheduling. The results further show that there is an optimum point about how much delay information the SS should report to the BS in order to best utilize the uplink resources while the SS provides satisfactory real-time performance for the voice traffc.     

Uplink Scheduling for Supporting Real Time Voice Traffic in IEEE 802.16 Backhaul Networks

In this paper we propose simple enhancements to the bandwidth （BW） request messages in IEEE 802.16 for supporting real-time packet voice traffic. Three different BW request formats are proposed, each requiring a different amount of latency information about the buffered packets at the SS. On this basis, packet scheduling schemes are proposed for the BS to make resource allocations for real-time traffic. Our results show that the proposed BW request and scheduling schemes achieve significantly lower packet loss probability than the standard IEEE 802.16 BW request with round robin scheduling. The results further show that there is an optimum point about how much delay information the SS should report to the BS in order to best utilize the uplink resources while the SS provides satisfactory real-time performance for the voice traffic.     

基于IEEE802.16d PMP网络的业务调度研究

研究无线城域网PMP网络结构TDD模式下媒质接入机制和MAC层调度机制.通过对截断二进制指数算法的研究给出上行调度碰撞解决机制的一种实现方案,在保证QoS要求的同时最优地利用了动态分配的带宽.最后使用NS网络仿真软件对此进行了仿真,给出了UGS和rtPS调度业务数据仿真的结果.     

IEEE 802.16中支持QoS的有效带宽分配机制

基于IEEE 802.16协议,研究宽带无线接入网中保障QoS的有效带宽资源分配和调度问题。首先,在PMP模式下设计一个有效率的QoS调度算法,利用参数的调整提供更具有弹性的服务质量,以利于rtPS服务支持多媒体传输;然后利用标准中所提供的QoS参数调度各种不同类型的服务业务,分配上传带宽,进而达到有效地使用网络资源。仿真实验结果表明,本方案能够在保证QoS需求的同时,有效地分配带宽资源。     

移动微云任务迁移与调度

为了解决移动微云中时间期限约束下的任务能效调度问题,提出一种基于自适应概率的分布式任务调度算法。算法分为两个阶段:资源发现阶段和自适应概率调度阶段。第一阶段主要通过修正的QoS OLSR协议,使发送任务执行请求的源节点周期性地收集邻近处理节点的资源信息;第二阶段主要根据源节点的任务到达率,以概率计算方式选择最优的处理节点执行任务,在满足时间约束的同时,达到最优的能效。经过大量仿真场景的验证,结果表明该算法在维持较高的任务完成率的同时,还可以降低任务完成的平均能耗。     

基于预测机制的自适应负载均衡算法

工作负载特征对Web服务器集群中负载均衡调度算法的性能有重要影响。针对负载特征在调度算法所起作用的分析和讨论,提出基于预测机制的自适应负载均衡算法（RR_MMMCS-A-P）。通过监测工作负载,预测后续请求到达率和请求大小,快速调整相应参数,实现集群中各服务器之间的负载均衡。实验表明,无论是对计算密集型任务还是数据密集型任务,RR_MMMCS-A-P同基于CPU和CPU-MEM的调度算法相比在缩短平均响应时间方面具有较好的性能。     

On applying fair queuing discipline to schedule requests at access gateway for downlink differential QoS

Scheduling packets is a usual solution to allocate the bandwidth on a bottleneck link. However, this solution cannot be used to manage the downlink bandwidth at the user-side access gateway, since the traffic is queued at the ISP-side gateway but not the user-side gateway. An idea is scheduling the requests at the user-side gateway to control the amount of the responses queued in the ISP-side gateway. This work first investigates the possibility of applying the class-based fair queuing discipline, which was widely and maturely used in scheduling packets, to schedule requests. However, we found that simply applying this discipline to schedule requests would encounter the timing and ordering problems at releasing requests and may not satisfy high-class users. Thus, we propose a minimum-service first request scheduling (MSF-RS) scheme. MSF-RS always selects the next request from the class receiving the minimum service to provide user-based weighted fairness, which ensures more bandwidth for high-class users. Next, MSF-RS uses a window-based rate control on releasing requests to maintain full link utilization and reduce the user-perceived latency. The results of analysis, simulation and field trial demonstrate that MSF-RS provides fairness while reducing 23–30% of user-perceived latency on average. Besides, a MSF-RS gateway can save 25% of CPU loading.