QoS接纳控制算法的研究与比较

在下一代因特网中,网络服务质量的提供将成为人们关注的热点。要高效、高质量地传输各类业务,就必须通过一个有效的接纳控制机制来保证。本文介绍目前存在的两类QoS接纳控制算法：基于模型的接纳控制算法(Model Based Connection Admission Control)和基于测量的接纳控制算法(Measurement-Based Connection Admission Control),分析比较了它们的优缺点,并在此基础上提出了一个基于测量的接纳控制算法基本框架。     

基于测量的接纳控制方案比较研究

基于测量的连接接纳控制(Measurement—based Connection Admission Control，MBCAC)通过实时的业务流测量从而对新连接请求做出接受与否的决定．MBCAC无须事先了解业务流的流量模型并能根据通过测量得到的数据动态适应网络灸栽的变化，所以近来受到了重视．分析了与接纳控制有关的问题．提出了一种新的MBcAC分类方法，并通过实验比较了几种MBCAC方案的实现复杂性、可扩展性和带宽利用率等．同时，实验结果也显示出了通过测量汇集流的信息计算有效带宽的方法可以在保证服务质量(QoS)的前提下得到较高的网络资源(带宽)利用率．     

IEEE 80211e中基于自适应信道预留的接纳控制算法*

为了在WLAN标准IEEE 802.11e中高效、高质量地传输各类业务,以及保证业务之间的公平性,提出一种基于自适应信道预留的接纳控制算法。算法中首先采用资源共享的方法提前为业务预留适当的信道资源,使用信道利用率作为接入准则,当网络资源不足时采用自适应地调节已经接入业务流的服务质量来满足新请求的业务流的服务质量需求。结果表明,该算法保证了各业务之间的公平性以及服务质量需求,而且最大程度地接入了更多的业务流,提高了网络的整体性能。     

一种基于延时PDF测量的连接接纳控制算法

相比与基于模型的连接接纳控制(CAC)算法,基于测量的CAC(MBCAC)算法能够大大提高了网络资源的利用率。准确的网络状态信息对于提高MBCAC的性能至关重要。本文提出了一种基于延时概率密度函数测量的CAC算法,它采用了两种机制有效提高了网络状态测量的准确性。一是测量网络中每个路由器出口的延时概率密度函数,二是通过混合更新方法及时更新网络状态。仿真结果表明它在保证业务服务质量要求的前提下能有效提高网络状态测量的准确性,具有较低的业务流拒绝率和较高的链路利用率。     

一种基于延时PDF测量的连接接纳控制算法

相比与基于模型的连接接纳控制(CAC)算法,基于测量的CAC (MBCAC)算法能够大大提高了网络资源的利用率.准确的网络状态信息时于提高MBCAC的性能至关重要.本文提出了一种基于延时概率密度函数测量的CAC算法,它采用了两种机制有效提高了网络状态测量的准确性.一是测量网络中每个路由器出口的延时概率密度函数,二是通过混合更新方法及时更新网络状态.仿真结果表明它在保证业务服务质量要求的前提下能有效提高网络状态测量的准确性,具有较低的业务流拒绝率和较高的链路利用率.     

用BP算法优化基于测量的接纳控制

传统的接纳控制算法以固定带宽接受新连接,当连接数较少时会造成大量空闲带宽的浪费。基于充分利用带宽并提高服务质量(Qos)的目的提出了一种利用BP算法动态分配带宽的新型接纳控制算法,能根据网络的运行状况实时的调整已连接的应用流带宽,在总带宽一定且连接数较少时可以明显的提高服务质量。     

一种基于测量的动态公平接纳控制算法

接纳控制算法是接纳控制的核心,在基于参数和基于测量的这两类接纳控制算法中,基于测量的接纳控制无需知道应用的流量模型,其次它能动态适应网络的负载变化,提高网络资源的利用率;然而最新的研究表明,仅仅追求高接纳率的接纳控制算法会造成对不同带宽QoS需求的连接的接纳非公平性,并且历经多跳的流更不易被接纳;文章的目的是解决基于测量的接纳控制算法的非公平性问题,文中分析了基于测量的接纳控制的基本思想和非公平性产生的原因,并在此基础上提出和实现了一种基于测量的HR接纳控制算法;仿真结果表明,该算法在以降低很小的接纳率的代价下,能有效地克服基于测量类接纳控制算法的非公平性问题。     

基于QoS的分布式接纳控制算法

随着人们对移动自组网(ad hoc网络)研究的深入,服务质量(QoS)已经成为了当前的研究热点之一.为了在ad hoc特殊的网络中提供对QoS的支持,必须设计一种针对流的高效的接纳控制算法.通过分析无线信道的特点,提出了估算本地可用带宽和流可用带宽的方法,同时对流的带宽耗费进行了推导,解决了实现接纳控制必须解决的关键问题,提出了一种基于QoS的分布式接纳控制算法.仿真实验证明,接纳控制算法应用到传统的路由协议(比如AODV)中,性能将会大大提高,并且更适合于实时业务的传输.     

支持QoS的IEEE 802.11 EDCA性能研究

随着无线网络应用的不断发展,为了适应网络中不同类型业务的区分服务需要,IEEE 802.11工作组在IEEE 802.11 DCF(distributed coordination function)的基础上推出了支持QoS的IEEE 802.11 EDCA协议.针对EDCA(enhanced distributed channel access)协议的优先级区分信道接入特性,提出了一种基于Markov链的协议性能模型分析方法.与已有文献不同,该模型分析同时包含了EDCA主要的3个关键区分信道接入机制:Wmin/Wmax,AIFS(arbitration inter-frame space),TXOP(transmission opportunity).通过模型分析,获得了EDCA协议各优先级接入的传输吞吐量、信道接入延迟、数据丢失率等性能分析.不仅分析了饱和情形下的EDCA性能,而且还对非饱和情形下的EDCA性能进行了分析.仿真验证结果表明,模型分析结果和仿真结果取得了很好的一致性.利用给出的模型分析方法,提出了一种基于TXOP动态调整的D-TXOP(dynamic TXOP)接纳控制算法.算法根据网络中业务流的QoS要求,在动态调整各优先级的TXOP参数设置的基础上,对网络中新到业务流进行接纳控制,达到提高网络的业务承载能力的目的.     

通用分组无线业务中基于测量的接纳控制算法

GPRS(generalpacketradioservice)通过使用类似于ATM中采用的QoS管理算法来为用户提供预留服务。许多学者的研究表明：基于测量的链接接纳控制算法与其他链接接纳控制算法相比,对GPRS网络具有更好的适应性和更高的效率。利用优先级队列的最坏延迟计算模型、等效漏桶近似和延迟标准化,在充分分析GPRS特性的基础上,提出了一种适合于GPRS的基于测量的接纳控制算法。通过仿真发现,该算法能在满足GPRS的QoS要求的同时获得80％的资源利用率。     

基于软件定义网络的媒体分发网络的接入控制

针对软件定义网络（SDN）环境下的媒体分发网络的接入控制问题,提出了一种综合考虑服务节点和传输链路服务性能优化问题的接入控制方案。该方案利用SDN控制器对路由器的直接管控和对全网的感知能力,对应用层上服务节点服务性能和网络层上服务节点到用户之间的传输链路的服务性能进行联合优化,减少了链路拥塞对数据传输和用户服务质量的影响。首先,为SDN服务系统的接入控制过程建立部分可观Markov决策过程（POMDP）模型;然后,使用基于观测的随机策略作为系统的接入控制策略;最后,通过策略梯度算法对接入控制策略进行优化,求解出模型的最优策略。仿真结果表明,与尽力而为的服务策略相比,基于POMDP模型的最优接入控制策略使系统性能提高了10%,验证了所提方法的有效性。     

WiMAX网络中信噪比与带宽结合的接纳控制算法

呼叫接纳控制（CAC）是宽带无线接入网络无线资源管理中一个重要的组成部分,其中策略设计的好坏直接影响着网络的性能和资源利用率。针对现有基于WiMAX的接纳控制算法仅考虑了带宽作为接纳控制的标准,提出一种结合带宽和信噪比的接纳控制算法,在考虑小区带宽因素的同时能兼顾考虑接纳后业务的信噪比情况。仿真结果表明,结合带宽和信噪比的接纳控制算法可以有效的降低系统中呼叫的掉线率,提高系统性能。     

基于在线测量的视频服务器接纳控制

实时多媒体系统中,有限的磁盘I/O带宽和缓存空间使得接纳控制显得更为重要。针对传统算法接纳控制方面的不足,论文提出基于在线测量的VBR视频服务器接纳控制算法。通过在线测量系统所剩资源和周期容限的幅度变化来实时调节调度周期的大小,不但简化了接纳过程,节约了系统资源,提高了算法的可实现性,而且也使得系统的所剩资源达到更优的“等量”平衡。结果表明,系统的综合性能指标明显提高。     

具有最低竞争吞吐率保证的准入控制算法

研究了IEEE 802.11 PCF(point coordination function)机制下集成实时业务和非实时业务的性能,提出了一种新的实时业务准入控制算法.该算法根据网络中的非实时业务负载情况动态计算准入阈值,并对准入的实时业务结点按服务指标进行轮询,从而在对实时业务提供参数化QoS(quality of service)的同时,使非实时业务吞吐率保持在可接受的水平上.仿真实验验证了算法的有效性.     

DiffServ网络中接纳控制方法的研究

深入分析了DiffServ网络中接纳控制方法的缺点,提出了一种新的接纳控制方法.该方法将边界和内部接纳控制分开进行.边界接纳控制时,采用边界区分服务策略,根据流对QoS不同要求,将流分为两类区别对待,不但提高了网络资源利用率,而且保证了流的服务质量;内部接纳挖制时,采用了基于路径的方法,大大提高了网络接纳控制的效率.     

一种面向WiMAX的呼叫接纳控制算法

提出一种在WiMAX系统资源紧张时,使接纳率和资源利用率最大化的呼叫接纳控制CAC(Call Admission Control)算法。算法基于经济学概念,利用基尼系数(Gini Coefficient)给出了接纳控制模型,并用修正的sigmoid函数计算接纳概率。根据接纳概率决定是否接纳新到业务。仿真结果表明,算法与典型的截止优先权算法相比,在系统繁忙时系统接纳率和资源利用率都有较大提高。     

基于并行磁盘阵列的视频数据布局

分析了大规模视频存储服务器的性能指标要求、体系结构、数据布局和准入控制等问题，提出了基于并行磁盘阵列上的、可满足用户多QoS要求的、基于三层可扩展的MPEG2视频编码的多分段视频存储方案，比已有的平衡放置、周期放置等方案能提供更好的灵活性、更高的可扩展性。     

基于声望模型的联合呼叫接纳控制算法

为了弥补异构无线网络中呼叫接纳控制研究场景的局限性,降低终端选择接入网时的盲目性,将研究场景从两个接入网延伸为多个接入网,提出一种基于声望模型的联合呼叫接纳控制算法。将声望模型应用于网络选择过程,增加了网络反馈机制。在用户侧,终端根据网络声望值大小选择接入网;在网络侧,采用动态带宽分配和缓冲队列策略来提高接入成功率。仿真结果表明,该算法有效降低了新呼叫阻塞率和切换呼叫掉线率。     

基于模糊逻辑的视频服务器接纳控制

提出一种新的基于模糊逻辑的VBR视频流接纳控制算法。该算法通过对调度周期的在线调整,使得系统所剩的磁盘I/O带宽和缓存空间达到一种等量的动态平衡,从而大大提高了系统资源的综合利用率。仿真结果表明,该算法下的接纳率比最优固定周期算法下的接纳率提高了约25％;同时,也比前人提出的动态调度周期算法的接纳率提高8％,并且算法的可行性也得到明显增强。