无线调度算法

为满足无线应用中的Qos要求,调度算法是很重要的。由于无线网络变化的链路错误率和容量,因此为其设计调度算法非常有挑战性。近来提出了多种适合无线网络的调度算法。该文分析了3种基于TDD的调度算法。讨论了各种算法的实现过程和优缺点,最后对它们的性能进行比较．得出了有意义的结论。     

基于WCDMA系统混合业务的新型调度算法

WCDMA系统混合业务下设计调度算法要考虑信道条件,要区分业务保证用户的QoS要求,避免用户“饥饿”现象,同时也要尽可能提高整个系统的吞吐量和调度的公平性。由此,在比例公平调度算法（PFS）基础上基于C/I、QoS、饥饿权重提出区分业务类型的比例公平分组调度算法（CQSSD－PFS）,同时引入实时业务和系统容量补偿模型,仿真结果表明可有效确保各类业务之间的短期、长期公平性和较高的系统吞吐量。     

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.     

一种无线网络控制系统的时空实时任务调度算法

提出了一种无线网络控制系统的时间空间混合优先级调度算法(STS)。该算法综合考虑了无线网络控制系统中机器人之间与任务区域的距离和任务有效截止期,将时间和距离两个因素通过多个步骤逐步量化,最终形成最优的优先级队列,移动机器人根据优先级队列逐个解决区域的任务需求。为了验证STS算法的性能,做了大量的仿真实验来证明时间空间混合优先级算法的优势。实验结果表明,在确保高优先级调度成功并提高系统稳定性的前提下,时间空间混合优先级算法在任务请求吞吐率、任务解决成功率和平均响应时间等方面与之前的算法相比都具有更好的调度表现。     

中继OFDMA系统混合业务的分步跨层调度算法*

由于实时和非实时两类业务具有不同的QoS要求,因此需要设计一种混合分组调度算法为两类业务用户提供QoS保证。在分析传统的PF与M-LWDF算法的基础上,根据已有的信道条件和不同的业务需求,使用MATLAB搭建系统仿真平台,设计了分步的跨层调度策略。仿真结果表明,该算法在满足公平性要求的情况下,不但能保证实时业务的时延需要,而且能够获得很好的吞吐量。     

Ad Hoc无线网络分组调度算法综述

随着个人通信的日益增长,支持诸如移动会议、移动网络以及个域网络的ad hoc无线网络逐渐从军用扩大到民用等诸多领域。这种网络是借助一个共享的有限带宽的信道分布式地来实现各种性能的服务。分组调度机制是ad hoc无线网络构造所依赖的最主要性能保证机制之一,而其核心问题是分组调度算法问题。本文以ad hoc无线网络的相关研究为背景,综述了该领域内已有的分组调度算法并进行了分类阐述。本文的主要贡献在于首次从QoS(Quality of Service)和公平性的角度出发。对该领域的研完成果进行了总结;同时分析了该领域尚未解决的问题,为下一步研究提出了新的课题和思路。     

一种新的面向用户多业务QoS需求的网络接入选择算法

异构无线网络技术的发展、智能移动终端的普及、用户无线业务的快速增长以及QoS需求的个性化给网络接入选择带来巨大挑战。基于多属性决策理论和模糊逻辑理论,提出了一种新的面向用户多业务QoS需求的网络接入选择算法,其步骤主要包括选择预评估、构造关键参数量化决策矩阵、层次分析参数权重、确定理想方案、综合网络评估、网络选择。实验数据表明,本算法能够准确进行网络接入触发选择,减少乒乓效应,在移动终端速度和网络负载的变化情况下,能有效地进行网络选择,很好地解决了呼叫掉线和负载不均衡的问题。     

一种针对依赖性周期任务的实时多核调度算法

针对软实时系统中的一类同时具有依赖性与周期性的任务,提出一种基于单行树矩阵(MST)的动态因子均衡调度算法SMD(schedule on matrix of the single tree and dynamic load factor)。该算法通过对MST矩阵的特性进行分析,将任务划分为若干并行集,再综合考虑已执行时间、任务间的依赖关系及任务最早截止时间几个要素,以动态因子的形式对任务进行实时调度。最后,还以证明的形式给出了可充分调动的任务集的充分条件,并以此为基础随机生成了测试任务集,进行了对比实验。实验表明,与文献中现有经典算法相比,新算法使处理器利用率提升近15%,任务丢失率降低2%。     

基于无线网络的混合业务资源调度算法

WCDMA系统混合业务下的资源调度算法要区分业务以保证用户的服务质量(QoS)。基于此,在研究最大加权延时优先算法(M-LWDF)的基础上通过引入QoS监测机制提出一种保证混合业务服务质量的资源调度算法,在业务调度中同时考虑时延优先级和吞吐量优先级,并采用传输时延保证的资源分配准则。仿真结果表明,该算法在时延和吞吐量水平上要优于已有的调度算法。     

一种新型的WiMAX基站实时服务调度算法

为满足Wi MAX对Qo S的需求并克服MSIR调度算法存在的不足,本文提出了一种新型的基于截止期限最大信号干扰比的Wi MAX基站实时服务调度算法。这种算法根据链路质量和截止期限两个标准对数据包进行调度。首先从Wi MAX调度算法的Qo S架构出发,给出了信道模型;其次详细分析了本文提出方法的具体实现过程;最后,借助NS-2软件平台进行了建模与仿真。仿真结果表明,本文提出的方法减小了平均停留时间并有效提高了吞吐量和公平性指数,因此具有可行性和可靠性。     

无线Ad hoc网络中的丢包分析模型研究

针对无线Ad hoc网络中的丢包现象,假设网络中节点的丢包率是与归一化吞吐量有关的,并且在此假设的基础上提出一种分析丢包率的数学模型,利用这种模型可以一定程度的解释无线Ad hoc网络中的丢包。仿真结果表明利用该模型的理论分析结果与仿真结果具有相当的相似性,表明该模型在一定程度上解释了无线Ad hoc网络中的丢包问题。     

Reinforcement learning models for scheduling in wireless networks

The dynamicity of available resources and network conditions, such as channel capacity and traffic characteristics, have posed major challenges to scheduling in wireless networks. Reinforcement learning (RL) enables wireless nodes to observe their respective operating environment, learn, and make optimal or near-optimal scheduling decisions. Learning, which is the main intrinsic characteristic of RL, enables wireless nodes to adapt to most forms of dynamicity in the operating environment as time goes by. This paper presents an extensive review on the application of the traditional and enhanced RL approaches to various types of scheduling schemes, namely packet, sleep-wake and task schedulers, in wireless networks, as well as the advantages and performance enhancements brought about by RL. Additionally, it presents how various challenges associated with scheduling schemes have been approached using RL. Finally, we discuss various open issues related to RL-based scheduling schemes in wireless networks in order to explore new research directions in this area. Discussions in this paper are presented in a tutorial manner in order to establish a foundation for further research in this field.     

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。     

基于遗传算法的无线网状网QoS路由算法*

对基于遗传算法的多QoS约束路由算法进行了研究,实验结果表明,该算法在无线网状网中是一种高效的路由算法.     

Packet transmission policies for battery operated wireless sensor networks

With the concept of “Cognitive Sense of China” and “Smart Planet” proposed, wireless sensor networking is considered to be one of the most important technologies of the new century. In wireless sensor networks, how to extend battery lifetime is a core problem. In this paper, we address the problem of designing battery-friendly packet transmission policies for wireless sensor networks. Our objective is to maximize the lifetime of batteries for wireless sensor nodes subject to certain delay constraints. We present three packet transmission schemes and evaluate them with respect to battery performance. The first scheme, based on combining multiple packets, utilizes battery charge recovery effect, which allows some charge to be recovered during long idle periods. The second scheme, based on a modified version of lazy packet scheduling, draws smoother and lower current and is battery efficient. The final scheme, based on a combination of the two previous schemes has superior battery performance at the expense of larger average packet delay. All three schemes are simulated for a wireless network framework with internet traffic, and the results were validated.     

基于预测时延的无线mesh网络组播路由算法

通过对无线mesh网络的特性分析及其对路由的影响,提出一种基于预测时延的路由选择的组播路由算法,该算法通过选择从源节点到目的节点传输时延最小的路径,通过路径合并,形成组播路由树。这种路由算法具有低时延QoS保障能力,并具有局部修复能力。基于NS2对算法进行仿真,结果证明了算法的有效性。     

无线传感器网络QoS路由研究进展*

传统网络中的服务质量(quality of service,QoS)路由协议很难直接有效地应用到无线传感器网络中,因此人们针对无线传感器网络提出了一些新的QoS路由协议。首先探讨了无线传感器网络中QoS路由协议的一些特点,分析了设计QoS路由协议所面临的挑战;然后着重分析了当前提出的一些QoS路由协议的QoS机制、特点以及优缺点,并对这些路由协议进行了分类和比较;最后总结了QoS路由协议未来的研究策略和发展趋势。     

无线多媒体传感器网络QoS路由算法研究

由于廉价的CMOS摄像头、麦克风的出现,以及对含有丰富信息的图像,视频和音频信息需求导致了无线多媒体传感器网络-(WMSN)的出现.WMSN具有资源有限、可变的信道容量、数据高度冗余等特点,使得WMSN的QoS路由具有极大的挑战性.提出了一种基于Mesh结构的WMSN,并在该结构体系下,提出了一种基于蚁群算法的QoS路由算法.实验研究表明,蚁群算法具有不依赖全局信息的优点,具有应用于WMSN的前景.实验同时表明,决定蚁群算法收敛速度以及会影响传感器网络性能的一些关键参数较难确定,需要进一步研究.     

基于预约调度的无线传感器网络的MAC协议

提出了一种基于预约调度的用于无线传感器网络的MAC协议--SSMAC.该协议采用分布式竞争接入和预约调度发送,提供高能量效率的信道接入和支持QoS业务的传输,较好地解决了隐藏终端和暴露终端问题.仿真结果表明SSMAC协议在保持节能的同时,在降低媒体接入时延、提高报文投递成功率和提供QoS保障上较TRAMA协议性能有很大的提高.     

Efficient link scheduling for online admission control of real-time traffic in wireless mesh networks

Link scheduling is used in wireless mesh networks (WMNs) to guarantee interference-free transmission on the shared wireless medium in a time division multiple access approach. Several papers in the literature address the problem of link scheduling guaranteeing a minimum throughput to the flows traversing the WMN. However, none of the existing works address the problem of computing a schedule that guarantees that pre-specified end-to-end delay constraints are met. In this paper, we make a first step forward in this direction by defining a link scheduling algorithm that works in sink-tree WMNs, i.e. those whose traffic is routed towards a common sink (i.e. the Internet gateway). Our iterative algorithm exploits a delay-based admission control procedure, devised through Network Calculus, which solves an optimization problem and tests the feasibility of a schedule from the point of view of delay guarantees. Thanks to a clever solution approach for the optimization problem, the iterative algorithm computes feasible solutions in affordable times for networks of several tens of nodes, and is thus amenable to online admission control of real-time traffic.