Ad Hoc无线网络公平调度算法研究

随着个人通信的日益增长,支持诸如移动会议、移动网络以及自然灾难营救的ad hoc无线网络逐渐从军用扩大到商用等诸多领域。商用ad hoc无线网使用一种称为“付费使用”(pay-for-use)的模式,于是在用户间定义合理的公平机制则变得非常重要。公平机制的核心问题是公平调度算法问题。但是在ad hoc无线网中,公平分配带宽和最大化利用资源本质上是冲突的,这为公平调度算法的设计带来了巨大的挑战。本文系统地研完了著名的公平性标准以及两类公平调度机制。通过模拟和分析,我们讨论了这两类公平调度机制中存在的问题。此外,我们提出了一种新的公平调度模型并给出了模拟结果。模拟结果表明,该算法在公平性和带宽利用率之间实现了理想的平衡。

基于博弈论的交叉优化公平调度算法

针对大多数文献仅仅是分别优化多输入多输出系统(MIMO)链路级性能或是仅仅单纯在系统级进行调度,提出了一种基于博弈论的交叉优化公平调度算法,将系统级的调度策略和链路级的物理层优化相结合,并且采用基于博弈论的功率分配算法调整各天线上每个用户的功率分配.仿真结果表明,该算法不但在系统级为每个用户提供了公平的调度机会,而且充分利用MIMO系统的空间复用技术以及天线匹配技术实现了系统级和链路级的交叉优化,并且采用基于博弈论的功率分配方法,有效地克服了不同天线上不同用户之间的相互干扰动态变化的问题,不会造成用户干扰之间的交互循环,提高了系统容量.

基于两级的公平调度算法

为了保证对各个端口的不同优先级(PRI)的数据包的公平调度,本文提出了一种相适应的算法解决接口间的公平调度和接口内不同优先级间的公平调度。

Hadoop平台公平调度算法研究与优化

Hadoop Map Reduce框架的公平调度算法以统一的固定配置文件管理计算节点上计算槽的数量,这不能保障集群负载均衡,亦不能满足不同用户的资源需求。针对公平调度算法配置方式的不足,提出一种动态反馈的调度算法。该算法结合公平调度算法预先分配的特性,能够对计算节点上的计算槽进行动态调整。实验结果表明,基于动态反馈的改进算法有效地提高了集群的执行效率。

完全公平调度算法分析

Linux调度系统的调度算法几经改进,表现出优异的性能,特别是Linux最新的CFS调度算法。它的设计目的是使进程更加公平地共享处理器资源。在分析Linux 2.6.28内核代码的基础上详细阐述了CFS调度算法的工作流程和主要特性,并从算法分析和Hackbench测试两个方面对O(1)和CFS调度算法的性能进行了对比。

一种HSDPA系统中依赖负载的正比公平调度算法

研究和仿真了HSDPA系统中分组调度算法(RR,Max C/I和PF)的系统吞吐量和用户公平性,仿真结果与理论分析表明在HSDPA系统中RR算法调度结果的公平性略逊于PF算法。为了补偿正比公平调度算法公平性,提出了依赖负载的正比公平(LDPF)调度算法。该算法旨在通过低负载时牺牲系统吞吐量换取用户间公平性。然后用扩展了爱立信EU-RANE模块的NS2网络仿真软件对LDPF算法进行了仿真。仿真结果表明LDPF调度算法在系统低负载时有效地补偿了先前的低速率用户,通过这种低负载和高负载时的时间分集,改善用户间的长时公平性。

基于IEEE802．16m的一种改进比例公平调度算法

比例公平调度算法在系统吞吐量和公平性之间能取得较好的权衡,它在无线网络资源分配中已经成为一个突出的候选方案。但比例公平调度算法本身存在一些缺陷,如无法反映用户的信道状态,没有考虑不同业务的服务质量等。考虑用户的信道状态,针对比例调度算法在分配资源时会抑制不良信道用户的吞吐量,进而影响整个系统的吞吐量的问题,提出了一种改进的比例公平调度算法,以提高IEEE802.16m下行OFDMA系统的吞吐量。该算法根据用户的信道速率将用户分成多个组。先计算每组的调度优先级,然后选择调度优先级最高的组进行调度,最后在选择的组中根据轮询调度算法对用户进行资源分配。仿真结果表明,改进的比例公平调度算法在吞吐量、公平性、时延、丢包率等方面优于传统的比例调度算法。

认知无线电中基于频谱聚合的全局比例公平调度算法

针对认知无线电系统中认知用户在利用频谱聚合技术时出现的调度不公平问题,提出了一种基于频谱聚合的全局比例公平调度算法.在比例公平调度的基础上,结合频谱聚合技术的特点,引入了频谱聚合的跨度与认知用户剩余数据队列长度这两个参量,使认知用户在聚合可用频谱的范围内,最大限度的保证吞吐量公平性.仿真结果表明,相比于局部比例公平调度算法和最大载干比调度算法,该算法在公平性指数和系统服务时间上更占优势,同时具有较低的吞吐量抖动,从而有效地提高系统容量和系统效率,确保认知用户之间对系统资源的公平利用.

LTE-A系统载波聚合下基于用户分组的比例公平调度算法研究

针对LTE-A系统中载波聚合技术下的资源调度问题,考虑到载波衰减特性不同,聚合的载波有不同的覆盖范围,使得不同用户可以调度的载波数量不同,从而导致比例公平调度算法不能很好地保证用户的公平性。为此提出一种基于用户分组的改进比例公平调度算法。该算法根据用户可以调度的载波数量将用户进行分组,并引入加权因子对用户组进行加权处理,从而提高用户的公平性。仿真结果表明,改进的算法能够更好地保证用户的公平性。

LTE-A系统中比例公平调度算法的改进

在非连续载波聚合(高频+低频)场景下,载波衰减特性不同,聚合的载波有不同的覆盖范围,使得不同用户可调度的载波数量不同,若使用传统比例公平(PF)算法会导致小区不同位置用户资源配置的不公平性。本文提出了一种分组权重PF调度算法(GWPF),根据用户可调度的载波数量,将用户和载波分组,并引入加权因子对原比例公平算法进行加权处理,从而提高用户公平性。仿真结果表明GWPF较PF算法有着更好的用户公平性和边缘小区吞吐量。

变长分组公平调度的算法与实现

提出并实现了一种应用于路由器的公平排队算法——补偿型轮询调度算法。该算法在逐包调度的基础上采用补偿措施 ,在处理一个包仅需 O( 1 )的运算量条件下 ,获得了输出带宽的近似公平共享。性能分析表明 ,该算法能够有效地实现公平调度 ,阻止个别违约用户过度占用输出带宽。该算法应用于国家 863计划重大课题核心路由器—— Omni Router880的研制中 ,样机验收测试结果表明 ,补偿型轮询调度算法具有良好的性能。

802.11WLAN中一种基于循环队列的分布式公平队列调度算法

该文在无线局域网现有的802.11 MAC层访问机制的基础上,运用循环队列的思想提出了一种完全分布式的队列调度算法,该算法通过修改802.11的MAC层中的DCF(Distributed Coordination Function)子协议,实现了在分布式环境下控制802.11节点的公平访问无线链路资源的目的.文中通过仿真对算法进行了分析和研究,仿真结果表明该方法可以在一定范围内实现公平队列调度。

基于统计移位排序结构的高速路由器公平队列调度算法实现

高速化和多媒体化是未来网络的主要发展方向 ,为了给用户提供可靠的端到端服务质量保证 ,通常需要在网络的中继节点上引入基于流的队列调度机制 .WF2 Q+队列调度算法即是一种性能优异同时又易于实现的公平队列调度算法 .文中提出了一种基于统计移位排序结构的 WF2 Q +算法高速硬件实现方法 ,该方法充分利用队列的统计信息 ,以相对较少的硬件资源实现了统计意义上的快速完全排序 .FPGA实现的结果表明 ,该结构可以应用于端口速率为 OC- 48的高速

一种改进的公平分享调度算法

调度算法是操作系统处理的核心任务之一.在仔细分析Linux调度算法以及公平分享调度算法FSS的基础上,针对Linux现有调度算法的不足,结合原有公平分享调度算法提出了一种改进的公平分享调度算法UTRS,并通过实验数据证明了算法在用户公平调度上的有效性.

基于启发式算法降低比例公平调度开销策略

在多处理器系统中已经证明了比例公平(proportion fair,Pfair)算法是调度周期任务最优的全局调度算法。然而在该算法的最坏执行情况下,任务在每个调度时刻均产生切换或迁移,导致系统开销过大。针对这一问题,对Pfair算法进行深入研究后发现,任务的分配过程是一个重要原因。基于此,提出基于启发式算法的模拟退火比例公平(simulated annealing-proportion fair,SA-Pfair)调度算法,即在Pfair算法做出调度决策后,用启发式算法将任务分配给处理器,以弥补原算法的不足。最后,采用LITMUS-RT平台对SA-Pfair算法和以此为基础设计的调度器进行仿真。结果表明,新算法在一定程度上减少了任务的切换次数以及50%以上的任务迁移总量,且能够有效地降低调度过程中的系统开销。

基于公平原则的多用户空间子信道分配算法

提出了一种基于MIMO/OFDM系统的空间子信道分配算法,在多用户环境下,以获取最大的系统吞吐量为目标,兼顾用户之间资源分配的公平性原则,充分利用系统的空间子信道资源,在保证发射功率恒定和一定的误比特率约束条件推导了多用户子载波分配准则,并给出了相应的算法流程.仿真结果表明,本算法具有良好的性能,既有效地提高了系统的吞吐量,又保证了用户之间资源分配的公平性.

基于HSDPA的增强型分组调度算法研究

从系统吞吐量、用户公平性等方面分析研究了HSDPA系统中支持非实时业务的三种经典分组调度算法RR、MaxC/I和PF。针对PF算法重传时延过长问题,提出了一种结合混合自动请求重传HARQ的增强分组调度算法。该算法通过提高重传分组的优先级降低重传时延,有效地避免系统资源的浪费。MATLAB仿真结果表明,该算法在降低单用户重传时延的同时,仍能保证用户间的公平性和系统的吞吐量。

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。

M-WiMAX中马尔可夫预测的PF调度算法研究

在M-WiMAX系统中为了获得多用户分集增益,更好地发挥自适应调制编码(AMC)的作用,在改进比例公平算法(PF)基础上设计出一个预测的PF分组调度算法(Pre-PF)来调度系统中的非实时业务。PF调度算法在调度判决表达式中用调度时刻瞬时速率作为参数,这样影响调度的稳定性和整体性能,尤其在移动无线通信中更加明显。提出用马尔可夫预测模型来计算下一个调度时刻的瞬时速率,用它来平滑当前瞬时速率,减小移动无线信道瞬时速率对调度性能的影响。平滑后的瞬时速率能更好地代表移动信道传输速率的变化趋势。仿真结果表明,该调度算法保证了非实时业务流的服务质量,提高了系统的平均吞吐量、稳定性和公平性。

基于干扰感知的上行调度算法研究

针对LTE系统中上行小区间干扰特性,提出了一种基于干扰感知的LTE上行比例公平调度算法改进方案。该方案通过小区协作方式计算协作簇内的小区调度优先级和基于干扰感知的用户调度优先级并以此进行资源调度。仿真结果表明,相对于未采用干扰感知的比例公平调度算法,该方案的两种形式都能够在保障系统吞吐量性能的前提下,有效地提高小区边缘用户性能,同时证明了干扰感知的越精确,小区边缘用户的性能越好。