多用户 MIMO 无线通信系统中基于 QoS 的比例公平调度算法研究简

未来的无线通信系统是一个多业务系统,不同的业务有不同的QoS要求,如最大时延和最小误码率等,这就要求调度算法在提高系统吞吐量和保证用户公平性的同时,还要提供对不同业务QoS的区分保障机制.针对这一趋势,在比例公平调度算法的基础上,通过引入表征QoS的参数,提出了一种改进的可以保证QoS的比例公平调度算法,并对改进算法的各项性能进行计算机仿真,验证了它的性能.     

多用户MIMO无线通信系统中基于QoS的比例公平调度算法研究

未来的无线通信系统是一个多业务系统,不同的业务有不同的QoS要求,如最大时延和最小误码率等,这就要求调度算法在提高系统吞吐量和保证用户公平性的同时,还要提供对不同业务QoS的区分保障机制.针对这一趋势,在比例公平调度算法的基础上,通过引入表征QoS的参数,提出了一种改进的可以保证QoS的比例公平调度算法,并对改进算法的各项性能进行计算机仿真,验证了它的性能.     

一种基于OFDM的具有QoS保证的无线IP分组调度算法

根据无线OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统的多载波并行传输特性及多用户无线通信系统的特点,利用跨层交互算法,提出了1种适用于IP分组业务的无线多业务分组调度算法（AS-OFDM）。该算法通过在系统的网络层、链路层及物理层之间传递系统信息,实现了无线资源的自适应分配和IP分组的自适应调度。仿真试验表明,同传统的IP调度算法相比,该调度算法在保证不同业务的QoS的条件下,能够实现对无线资源更为有效的利用和保证具有相同业务需求的不同用户之间的公平性。     

无线局域网中会话型语音业务的实现及效率

为在无线局域网中支持高服务质量（QoS）要求的会话型语音业务，提出一种新的系统实现方案，给出了由无线终端、无线接入点、语音网关、因特网等组成的网络结构模型.无线局域网内部的协议栈自应用层到介质接入控制（MAC）层采用RTP/UDP/IP/LLC802.2/802.11e结构.在MAC层接入方面，提出一种基于IEEE 802.11e标准中混合协调方式（HCF）的改进型多点调度(Multipoll)方式.设计了调度帧结构和调度时序，推导了满足时延和带宽要求的准入协商、Multipoll和单点调度(Singlepoll)的调度效率公式.仿真结果表明，该方案可以实现会话型语音业务，保证其带宽、最大时延等QoS要求；Multipoll是比Singlepoll效率更高的调度方式.多用户条件下仿真所得的吞吐量与所推导公式的计算结果非常接近，表明推导的调度效率公式可用于系统吞吐量的精确估计.     

一种用于IEEE802．16中MAC层QoS调度架构设计

利用IEEE802.16宽带无线接入标准中在MAC层引入了完整的QoS机制,可以为用户提供电信级的QoS支持的特点,在深入分析IEEE 802.16协议的业务分类及现有的各种调度算法的基础上,结合无线网络,提出了一种针对不同业务流类型的调度架构.     

基于OFDMA面向QoS保障的新型多址接入协议

下一代无线局域网(wireless local area network,WLAN)IEEE 802.11ax标准委员会将高服务质量(quality of service,QoS)保障作为下一代WLAN的重要技术目标之一。由于无线业务种类繁多,因此对QoS的要求必然也是多种多样,然而现有的基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)的介质访问控制(media access control,MAC)协议均不能很好地支持QoS多样化且要求高的特点。针对这一问题,提出了一种面向QoS的下一代WLAN OFDMA多址接入协议。在该协议中,一方面考虑后向兼容性,沿用IEEE 802.11e的4种优先级业务;另一方面引入面向QoS的优先级调度算法以支持未来无线业务QoS多样化且要求高的特点。最后,通过仿真验证所提协议QoS-OFDMA MAC的系统有效吞吐量比顺序调度算法的OFDMA MAC和比例公平调度算法的OFDMA MAC分别提高了57.8%和59%。     

高速下行链路分组接入中基于QoS的调度算法

针对几种通信业务的QoS需求,研究了HSDPA中非实时业务模型采用的调度算法,对多种调度算法进行了仿真分析,并提出了具有最小吞吐量保证的比例公平调度算法.对多速率业务模型,提出了一种基于QoS保证的速率控制调度方法.结果表明,该方法在用户速率保证以及时延保证上具有较好特性.     

LTE系统中基于缓存信息的非实时业务调度算法

为解决LTE系统中非实时业务调度算法比例公平PF(proportional fair)算法在分组数据业务模型下性能一般的问题,结合分组数据业务特点,在有限缓存队列模型下,提出一种兼顾系统吞吐量和用户公平性的非实时业务调度算法-基于缓存信息的调度BIBS(buffer information based scheduling)算法.该算法综合考虑了用户信道条件和缓存区内待传送的数据包信息.仿真结果表明,在不同平均速率的业务下,与PF算法相比,本文提出的算法在有效地提升系统吞吐量的同时,用户间公平性和通信中断性能也得到了极大的改善.     

基于WiMAX技术的上行调度算法

针对WiMAX对业务流QoS定义和已有的调度架构,提出了一种适用于WiMAX的上行调度算法——改进的分级调度算法(ICBQ),解决了系统负载较高时低优先级业务长时间得不到服务的问题。仿真结果表明,ICBQ算法在不降低rtPS业务流QoS要求的前提下,有效地提高了nrtPS、BE业务流的调度机会,高效地利用了系统的带宽资源,提高了用户公平性。     

认知无线电系统频谱自适应调度算法设计

针对认知无线电系统多媒体业务应用,提出了一种基于频谱感知的自适应分组调度算法。该算法通过自适应地调整实时业务和非实时业务间的资源配额,以在空闲频谱资源变化情况下保证实时业务的QoS需求。基于IEEE 802.22无线区域网(WRAN)的认知无线电系统仿真表明,同已有的3种典型分组调度算法M-LWDF、Exp和PF相比较,该频谱自适应分组调度算法可以在变化的空闲频谱条件下为实时业务提供更为可靠的QoS保障,获得更高的系统吞吐量和频谱利用效率。     

宽带OFDMA系统中支持不同QoS级别的分组数据调度算法

提出了两个适用于多用户正交频分复用多址接入(OFDMA)系统的分组数据调度算法，分别是多载波正比公平(MPF)算法和增强容量的MPF算法。理论分析和数值结果表明：两种算法都能保证用户的不同业务质量(QoS)要求，并且实现用户数据的公平发送，但是与MPF相比，增强容量的MPF算法具有更大的灵活性和更高的系统吞吐量。     

适合VoIP/FTP混合业务的无线链路分组调度算法

首先分析了VoIP业务对系统容量的影响,得出在一定的业务负载下,实时业务与非实时业务两者并不是绝对矛盾的,为了提高系统吞吐量,当VoIP类业务QoS要求能够得到满足时,应该适当增加FTP类业务的优先级。然后以因特网中的主动队列管理思想为基础,根据VoIP业务特点,提出了基于主动首丢弃的无线链路分组调度算法。仿真表明,算法在系统吞吐量和QoS保障上均有较好的表现。     

保证混合业务质量的跨层OFDMA资源分配方法

提出了一种新的跨层正交频分多址（OFDMA）系统资源分配方法,其综合考虑了无线信道的时变特征和媒体接入子层（MAC）业务质量（QoS）要求,将MAC层分组调度和物理层的OFDM子信道分配及自适应调制编码进行联合设计,目的是在保证实时时延敏感业务和非实时业务的QoS基础上最大化系统吞吐量。在子载波分配过程中,分别采用了信道依赖的最早预期 (CD-EDD)算法和 最小速率需求(MRR)算法,对实时时延敏感业务和非实时业务进行调度。基于IEEE 802.16标准建立了动态仿真模型对算法性能进行评估,结果表明较传统的最大信噪比方法在系统吞吐量相近的基础上对时延特性、用户公平性方面有较大性能提升。     

专用无线通信系统实时多媒体业务调度算法的研究

宽带多媒体的专用无线通信系统,要求同时具备双向语音调度指挥、过程监控、图像传输等功能.针对现有协议非实时性特点和调度系统业务实时性要求,该研究是以IEEE802.3LAN为应用平台的多媒体终端和控制中心,基于用户背负信令的状态报告,提出一种改进型TCP协议实时业务调度算法.算法根据状态报告信息对不同业务节点进行实时信道优化分配,实现一定服务质量的实时多媒体业务的传输、指挥调度 监控等功能.在典型业务强度下,平均延迟和延迟抖动实时性指标较传统TCP控制方法提升90%.     

LTE系统中一种低丢包率的实时业务调度算法

为提高LTE系统中实时业务调度算法的系统丢包率性能,且针对时延优先调度(Delay prioritized scheduler,DPS)算法随着用户数目的增多丢包率性能急剧变差、系统吞吐量也较低等问题,本文在DPS算法基础上,提出一种综合考虑用户时延信息和实时下行信道状态信息的改进算法.通过引入信道状态信息,可以有效提高系统吞吐量;通过引入用户时延信息,可以保证用户之间的公平性.仿真结果表明,该算法在保证实时业务服务质量的前提下,取得了系统吞吐量和公平性之间的良好折中,同时可以获得更低的丢包率性能.     

OFDMA系统实时业务分组调度算法

在移动通信系统中,常见的调度算法在处理实时业务时一般为信道状况好的用户分配过多的资源,而信道状况差的用户获得的调度机会相对较少。为保证实时业务的延迟要求,并兼顾不同用户间的公平性,基于正交频分多址接入系统,提出一种实时业务分组调度算法。在调度过程中,采用丢弃过期数据包的策略节省了系统资源。对信道状况好的用户采用较大的调度间隔,并采用高阶的调制编码方案将累积的数据包在一个调度间隔内发送,从而给予信道状况差的用户更多的调度机会。仿真结果证明,提出的算法能较好的满足实时业务的延迟要求,相对于改进的最大权重延迟优先算法和正比公平算法提高了用户间的公平性。     

一种CDMA蜂窝网中业务相关的公平调度算法

在调度算法中考虑到业务大小的信息,提出了一种蜂窝CDMA系统中业务相关的公平调度算法。在蜂窝CDMA系统中引入基于比例补偿的无线公平调度算法,然后在比例补偿策略中考虑业务大小的信息．其仿真结果表明,该算法在蜂窝CDMA系统中具有良好的性能．     

IEEE 802.15.3 WPAN中保证实时业务QoS的能量管理机制的研究

无线个域网(XVPAN)是一种在小范围内实现宽带无线多媒体接入的系统.本文提出了在WPAN中分层MAC层调度算法,该算法不但能够保证实时业务的QoS,而且能够有效地节约设备的能量.首先将业务根据优先级分类,高优先级的业务首先被分配时隙.采用了最小度搜索算法,使得设备苏醒次数最小化,从而达到节能的效果.为了进一步降低因为分层带来的额外耗能,本文又提出了共享公共设备的方法.仿真结果表明本文提出的MAC层分层调度算法既能够满足实时业务的QoS需求,也可以降低设备的能量消耗.     

基于QoS约束的计算能力调度算法研究

云计算具有很强的商业性特点,以为用户提供高质量的服务为目标。针对云计算对服务质量QoS的需求问题以及云计算原有计算能力调度算法没有考虑用户多样性的缺点,提出了基于QoS约束的计算能力调度算法。该算法可以在保证为用户提供模拟的独立计算能力基础上,根据QoS参数生成的向量进行资源与任务的匹配,区分用户的不同服务质量需求,为用户提供符合其需求的资源。     

一种认知无线电的智能电网通信业务数据分组调度机制

为了合理高效地利用现有无线频谱资源,保障智能电网中重要控制类信息传输质量的同时,尽可能地为其他业务提供相对高质量的服务,提出了一种智能电网认知无线传感器网络基于优先级的数据分组调度机制.该机制基于差异化调度策略的思想,依据智能电力通信网流量的异构特性、业务特点和服务质量要求,为智能电力通信业务划分了优先级,进而对各个优先级设置了不同的策略,并重点考虑信道质量和信道切换造成的影响.通过Matlab软件仿真验证,基于业务优先级的数据分组调度方案有效地提高了较高优先级次级用户数据分组的传输性能,对整个系统的利用率也有所提升.