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。

PFWRR：能实现比例公平的增强型WRR

为了实现比例公平原则,在加权轮循调度(WRR)算法的基础上提出了比例公平WRR调度算法——PFWRR.PFWRR依据各队列的平均分组到达率,调整各队列的调度权值,从而在当队列长度小于等于缓冲长度时,保证各队列的平均分组排队时延符合给定比例;当队列长度大于缓冲时,保证各队列的平均分组丢失率符合给定比例.PFWRR的计算负荷是合理的,因为它仅当系统超载且平均分组到达率发生变化时,才调整各队列的服务率.实测性能显示:当系统超载且不出现分组丢失时,PFWRR实现了比例平均分组排队时延保证,当系统出现分组丢失时,PFWRR实现了比例平均分组丢失率保证.

用于无线传感器网络的比例公平队列调度算法

提出了一种适用于无线传感器网络的比例公平队列调度算法,该算法以不同业务类别的平均分组到达率为依据,通过为不同业务类别分配服务配额,在加权轮询调度(WRR)算法的基础上可实现比例公平的平均分组传输时延和平均分组丢弃率.由于所提算法仅以不同业务类别的平均分组到达率为依据,无需执行加时间戳、根据时间戳排队等复杂操作,所以更适用于资源受限的无线传感器网络.经搭建的实际环境测试发现,当以平均分组传输时延为评价参数时,所提算法可实现比例公平的平均分组传输时延,当所有队列都发生丢弃且以平均分组丢弃率为评价参数时,可实现比例公平的平均分组丢弃率.

基于QoS效用函数的比例公平调度算法

比例公平调度算法应用于多媒体业务调度时,不能满足其多方面的服务质量(QoS)需求,尤其是当有业务的瞬时QoS参数值接近业务可忍受的QoS阈值时,该业务的调度优先级变化趋势不明显,使该业务不能被及时调度,降低了多媒体业务的通信质量。为此,在PF算法调度优先级判断表达式中引入QoS因子参数项,加强服务质量需求参数项对调度的影响,提出基于QoS效用函数的比例公平调度算法。实验结果证明,该算法可以迅速增加接近QoS阈值多媒体业务的调度机会,使VolP业务的平均延时降低44%、公平性提高3%。

MIMO系统中的自适应比例公平调度算法研究

在MIMO系统中,通过在每个时隙选择信道条件最好的用户进行通信,可以利用无线通信系统的多用户分集大大提高系统吞吐量,但该方法存在公平性差的缺点。主要关注应用机会波束形成的MIMO系统的公平性。提出了一种自适应比例公平调度算法来提高长时间处于较差信道条件下的用户的吞吐量,从而提高系统的公平性。在每个时隙,基站监测每个用户的实时请求速率和过去一段时间内的平均请求速率,并根据这两个速率来调整算法中的自适应参数。提出的算法较好地获得了系统吞吐量和公平性的折中,仿真实验结果也表明了算法的有效性。

基于比例公平的下行联合分组调度算法

传统比例公平算法不能很好地权衡系统吞吐量与用户间的公平性,为实现下行链路实时和非实时用户数据量的同步传输,提出一种基于比例公平的下行联合分组调度算法。给出调度模型和传输架构,从而获得联合分组调度算法。设计基线调度算法与其进行比较,结果表明,当系统负载为1时,该算法的吞吐量约提升13%,实时数据与非实时数据包时延均低于基线调度算法,且用户公平性指数较高。

一种按比例补偿的无线公平调度算法

该文提出了一种按比例补偿的无线公平调度算法,算法区分不同的服务类别并可根据其业务需要进行不同的调度。考虑到无线信道的特殊性,算法引入了补偿和再分配模式。其中补偿模式采用了针对滞后流按照其预约速率的固定比例进行补偿的方式。

全局公平的自适应比例公平调度

传统的比例公平调度通过牺牲系统的速率性能获得公平性,但该公平性具有"长期"的特点,无法保证进入系统时间较短或在系统中短暂停留的用户的公平性,具有实时业务的用户的时延需求也难以满足.针对以上问题,提出一种全局公平的自适应比例公平调度算法.基站根据全体用户的调度优先级的离散程度,动态调整比例公平算法中的遗忘因子,进而影响用户调度权重的更新.仿真结果表明,与传统的比例公平调度算法相比,自适应比例公平调度算法能够兼顾长期和短期公平性以及系统的和速率,并且能为用户业务保证良好的时延性能.

采用遗传算法的多载波比例公平调度

采用遗传算法搜索子载波最优分配方案,对多用户正交频分复用多址接入(OFDMA)系统资源分配问题进行了研究,提出了一种多载波比例公平调度算法G-PFS.通过在初始种群中加入最大信干比(MCI)个体,并维持其遗传基因相对稳定,进而提出了一种由G-PFS改进算法MG-PFS.仿真结果表明,G-PFS可获得近似理论上界的公平性能.相对于G-PFS算法,MG-PFS算法可进一步提高系统吞吐量.

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QOS的比例公平分组调度算法

高速下行链路分组接入技术(HSDPA)是第三代移动通信中引入的分组数据业务主要技术,在承载VoIP业务时的难点在于如何满足严格的时延要求。文章对HSDPA的分组调度算法进行了研究,提出基于QoS的加权比例公平分组调度算法,仿真结果表明所提出的算法可以有效地改进VoIP的服务质量,降低传输时延。

OFDMA中继系统比例公平资源调度方案研究

针对放大-转发OFDMA中继系统的多用户比例公平资源分配问题,在独立功率约束条件下,提出一种联合的子载波和功率分配的调度方案。方案将该资源分配问题的计算转化为对其对偶问题的计算,通过计算对偶问题间接获得原问题的解。对于对偶问题的计算采用次梯度方法。在每次迭代计算过程中,利用Hungarian算法进行最佳的子载波配对,子载波对的用户分配采用比例公平原则,利用改进的注水算法进行功率调整。仿真分析表明,在多用户比例公平的原则下所提方案的频谱效率得到明显提高。

多用户正交频分复用加权比例公平调度

传统的正交频分复用(OFDM)调度进行资源分配时没有考虑用户间速率比例公平性。针对这一问题,提出了一种新的适合于混合业务的多用户OFDM系统比例公平调度方案,其用户队列承载混合类型业务。该方案在用户间速率成比例约束条件下最大化系统权重容量和;授予用户队列中不同类型的分组不同的权重因子,并通过权重因子计算用户的权重;在子载波分配时不仅定义了信道优先级因子,而且在用户间速率成比例公平约束条件下通过该因子为用户分配子载波;最后推导出一种线性的功率分配方式。仿真结果与分析显示,该方案可以较好地满足用户速率和业务时延的需求,且可以在有效提高系统容量的基础上,严格地保证用户容量公平性。

对数比例公平队列:一种新的调度算法

Internet路由器中的队列调度算法关系到用户数据流能够获得的服务质量以及整个网络的性能,该文提出了一种新的队列调度算法——对数比例公平队列调度算法,并通过理论分析和仿真说明了该队列调度算法的一些特性,这种算法不仅实现了网络总效用、网络传输性能与资源分配公平性的折衷,还具有对恶意用户的惩罚作用,鼓励用户使用合理的端到端流量控制算法。

提供QoS保证的比例公平调度改进算法及其应用

优化分配有限的无线资源以提高系统容量,同时为不同用户的不同业务提供服务质量保障,是未来无线通信的关键问题之一。传统的比例公平(PF)算法是系统吞吐量与公平性的折中,没有考虑用户的QoS需求。对传统的PF算法作一些改进,根据用户的目标速率设置不同的加权值,根据时延设置不同的历史平均窗长,以提供一定的QoS保证;并分析了该算法在多天线多载波系统下行链路中的性能。仿真结果表明改进的PF算法能根据用户需求提供QoS保证,同时获得多用户分集增益。

基于比例公平的改进调度算法研究

通过分析无线网络中经典的调度算法,比较各种算法的性能特点,给出一种改进的调度算法,并验证了其短期服务时间保证的性能.结果表明,该方法具有较好的短期公平保证,提高了调度算法的整体性能,在未来的移动通信系统中有较好的应用前景.

OFDMA中继系统中比例公平调度算法研究

研究网络资源调度优化问题,中继技术是发展网络的关键技术。传统的资源调度算法中,部分比例公平调度(PPF)与两跳比例公平调度(THPF)均有不足,PPF算法能获得较高的系统吞吐率,但不能保证用户的公平性,THPF算法则相反。为了解决系统同时获得吞吐率与用户公平性问题,根据THPF算法设计了一种基于最少好信道优先的两跳比例公平调度算法(S-THPF),通过优先给好信道较少的用户分配信道资源,从而保证尽可能多的用户获得最优的信道。仿真表明算法在提高系统吞吐率的同时能满足用户公平性要求。

正交频分多路复用系统中的比例公平调度算法

为了使调度算法更好地实现高吞吐量、高公平性和低复杂度,修改传统的多载波调度算法,提出4种复杂度较低的新算法。仿真结果表明,在复杂度相似的情况下,新算法的吞吐量和公平性均高于原有算法,可以通过调整参数在公平性和吞吐量之间进行权衡。

基于频谱系数和比例公平算法的网络调度优化策略

针对传统比例公平的无线网络资源调度优化策略无法有效保证用户的公平性,存在无线网络通信系统资源利用率低等缺陷,设计一种基于频谱系数和比例公平算法的无线网络通信系统资源调度优化策略,以解决当前无线网络通信系统资源优化调度过程中存在的问题.首先建立无线网络通信系统的信道模型,通过自适应遗传算法确定合理的频谱系数;然后根据比例公平算法计算调度优先级,将无线网络通信系统的资源分配给用户,并针对传统比例公平算法的不足进行改进;最后在MATLAB 2016平台上对无线网络通信系统的性能进行分析.结果表明,该策略可更好地保证用户使用资源的公平性,提升了无线网络通信系统的吞吐量,改善了无线网络通信系统的资源利用率.

OFDMA系统中速率限制下的比例公平调度

提出了一种适用于正交频分多址(OFDMA)系统的比例公平调度算法,目标是在满足最小/最大速率限制条件下尽可能达到用户速率间的比例公平.算法利用OFDMA系统的各用户在各子载波上的信道响应各不相同的特点,引入子载波上最小/最大速率限制的概念,并给每个用户一个令牌计数器.调度器在每一时隙开始时刻依次将各个子载波分配给用户,用令牌数反映速率限制的要求,用子信道状况和已达速率的比值反映比例公平的要求,并在每个子载波被分配后更新用户已达速率和令牌数.仿真结果表明,此算法的容纳用户数、系统效益等性能优于现有常用算法,并且能够与传统的无速率限制的比例公平调度兼容.