LTE中多業(yè)務(wù)的下行調(diào)度算法
摘要:針對(duì)現(xiàn)有調(diào)度算法的不足,提出了一種新的基于服務(wù)質(zhì)量(QoS)的長(zhǎng)期演進(jìn)項(xiàng)目(LTE)的改進(jìn)下行調(diào)度算法。根據(jù)多業(yè)務(wù)的用戶,該算法在修正的最大加權(quán)時(shí)延優(yōu)先(M-LWDF)算法的基礎(chǔ)上引入了指數(shù)因子。仿真結(jié)果表明,該算法增加了時(shí)延較大的用戶被調(diào)度的幾率,提高了系統(tǒng)的公平性。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/170162.htm引言
LTE采用扁平的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),其性能有了很大的提高。而調(diào)度處于媒體訪問(wèn)控制(Media Access Control,MAC)層的中心環(huán)節(jié),調(diào)度算法的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。而現(xiàn)有的調(diào)度算法不能較好地滿足業(yè)務(wù)時(shí)延要求。文獻(xiàn)[1][2][3]中的三種經(jīng)典的調(diào)度算法Max C/I,RR和PF均未考慮業(yè)務(wù)時(shí)延要求,不適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。文獻(xiàn)[4]中提出的M-LWDF算法適于高數(shù)據(jù)速率業(yè)務(wù),考慮對(duì)頭延時(shí)(head of line,HOL),提高了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的性能,但不適于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),且是一種非公平調(diào)度算法。為了兼顧實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),提高用戶調(diào)度的公平性,該文提出一種基于QoS的下行調(diào)度算法,結(jié)合M-LWDF算法的優(yōu)點(diǎn),引入一個(gè)指數(shù)因子,結(jié)合各業(yè)務(wù)不同的QCI值和信道狀況,對(duì)有限的無(wú)線資源進(jìn)行調(diào)度。文章具體安排如下:第一部分講了調(diào)度機(jī)制,第二部分分析了調(diào)度器,第三部分研究了改進(jìn)的調(diào)度算法,第四部分給出了系統(tǒng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),第五部分闡述了下行調(diào)度的具體實(shí)現(xiàn),第六部分繪出了仿真結(jié)果并進(jìn)行了分析,第七部分對(duì)整篇文章進(jìn)行了總結(jié)。
目前的調(diào)度機(jī)制主要有三種:靜態(tài)調(diào)度、動(dòng)態(tài)調(diào)度和半靜態(tài)調(diào)度。靜態(tài)調(diào)度就是在固定的時(shí)刻調(diào)度固定的資源,資源分配持續(xù)整個(gè)業(yè)務(wù),它不考慮信道條件。因?yàn)樵跇I(yè)務(wù)的整個(gè)過(guò)程均分配無(wú)線資源,所以靜態(tài)調(diào)度的最大缺點(diǎn)是浪費(fèi)資源。而動(dòng)態(tài)調(diào)度剛好相反,它根據(jù)用戶反饋的信道條件的不同,在每個(gè)TTI均動(dòng)態(tài)地選擇資源進(jìn)行調(diào)度,所以這種調(diào)度機(jī)制享受了信道的時(shí)頻域全分集。但它需要大量的控制信令來(lái)完成交互,這可能阻塞數(shù)據(jù)包的發(fā)送。為了減少信令的開銷,LTE針對(duì)VoIP[5]這樣的一類傳輸包小且有一定規(guī)則的業(yè)務(wù),提出了半靜態(tài)調(diào)度機(jī)制。該機(jī)制通過(guò)RRC進(jìn)行初始配置,其重傳轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)調(diào)度。具有一次授權(quán),周期使用的特點(diǎn),大大節(jié)省LTE系統(tǒng)用于調(diào)度指示的PDCCH資源。由于LTE是針對(duì)多用戶多業(yè)務(wù)的,而用戶的業(yè)務(wù)主要分為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(real time,RT)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(Non-real time,NRT),其中RT業(yè)務(wù)包括VoIP(Voice over Internet Phone)、Video conferencing、在線游戲等,NRT業(yè)務(wù)包括FTP、website browsing等。為了適應(yīng)各類業(yè)務(wù)的需求,該文決定采用半靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度有機(jī)結(jié)合的調(diào)度機(jī)制。
下行調(diào)度器概述
由圖1可知,本調(diào)度器[7]的輸入需要考慮的因素有UE能力、eNB緩沖狀態(tài)、無(wú)線資源、QoS[8]、業(yè)務(wù)類型和CQI、ACK的反饋等等。其中UE能力是由RRC的UECapabilityEnquiry和UEInformationRequest發(fā)送給MAC層調(diào)度模塊的。LTE可支持的終端等級(jí)為5個(gè),從等級(jí)1到等級(jí)5,5為最高等級(jí),1為最低等級(jí),這些等級(jí)表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的傳輸能力上(這里主要說(shuō)下行方向)。調(diào)度器根據(jù)這些輸入因素采用合適的調(diào)度算法選取合適的資源進(jìn)行調(diào)度,并根據(jù)信道的條件進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整。
調(diào)度的改進(jìn)
M-LWDF[9]算法是為支持CDMA-HDR系統(tǒng)中多個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用戶而設(shè)計(jì)的。主要思想是在PF算法的基礎(chǔ)上充分考慮了數(shù)據(jù)包的隊(duì)列時(shí)延因子。其計(jì)算公式如下:
HOL包延遲超過(guò)該用戶的時(shí)延門限值的最高概率。雖然本算法相對(duì)PF算法獲得了相對(duì)低的丟包率。但它是一種非公平算法。
在此基礎(chǔ)上對(duì)M-LWDF算法進(jìn)行修改,引入了指數(shù)因子,該算法的思想是設(shè)定啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)加速的警戒線,當(dāng)延時(shí)因子超過(guò)警戒線時(shí)其優(yōu)先級(jí)顯著增加進(jìn)而獲得絕對(duì)的優(yōu)先級(jí),其具體的計(jì)算公式如下:
評(píng)論