基于随机网络演算的无线机会调度性能分析

摘要

随着无线机会调度的广泛应用、多媒体和高速数据业务的大量需求，迫切需要一种手段为无线数据网络的服务质量提供保障。因此，本文运用随机网络演算理论中的两个基本工具(到达曲线和服务曲线)刻画无线数据网络中流量的随机到达过程和节点的服务过程，并通过这两个基本工具，定量的得出延迟和积压，从而达到评价和保障服务质量的目的。
　　 本论文首先对网络演算和机会调度理论进行了全面阐述，然后详细介绍了现有的三种机会调度算法，运用网络演算理论刻画出每种算法的服务曲线，得出延迟和积压的表达式，并对它们进行了分析和比较。但是，因为三种算法并没有考虑到保障服务质量这一问题，理论上，当它们应用在考虑有服务质量方面的网络性能的研究时，并非是理想的机会调度算法，存在各自的局限性。数值分析部分比较了它们之间的性能差异，同时验证了上面理论假设的正确性。
　　 本文根据无线数据网络下行链路模型，利用随机网络演算理论中的统计限定突发量模型对无线数据网络下行链路的业务到达过程进行约束，提出了一种新的随机到达曲线模型。另外，针对现有三种机会调度算法没有考虑服务质量这一问题，提出了一种改进的、有服务保障的比例公平调度算法。传统的比例公平调度算法只考虑用户当前时刻信道的吞吐量与此刻之前信道的平均吞吐量的比值，而改进的算法还引进了一个加权因子(加权因子表示用户当前链路状态下的优先级，加权因子越大，表示该用户的优先级越低)，加权因子和用户当前时刻信道的吞吐量与此刻之前信道的平均吞吐量的比值共同决定了调度的规则。通过理论和数值分析表明，本算法比现有的三种机会调度算法在延迟和积压上具有一定程度上的优越性，并且随机模型把延迟和积压上升到统计意义的概率上，达到了保障服务质量的目的。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 问题的提出

1.3 论文选题的意义

1.4 国内外研究现状

1.4.1 在机会调度方面的研究

1.4.2 在随机网络演算应用方面的研究

1.5 本文所做的主要工作

1.6 论文的组织结构

第二章 相关知识

2.1 网络演算

2.1.1 基本术语

2.1.2 两个基本工具

2.1.3 确定网络演算

2.1.4 随机网络演算

2.1.5 性质

2.1.6 国内外研究现状

2.2 无线机会调度理论

2.2.1 机会调度理论的提出

2.2.2 无线信道的基本特性

2.2.3 无线数据网络的服务质量描述

2.3 本章小结

第三章 无线机会调度算法分析与比较

3.1 前言

3.2 服务曲线的表示形式

3.3 三种常见的无线机会调度算法

3.3.1 时间片轮转调度算法

3.3.2 贪婪调度算法

3.3.3 比例公平调度算法

3.4 三种算法对比与分析

3.4.1 实验平台

3.4.2 分析与比较

3.5 本章小结

第四章 无线数据网机会调度性能分析

4.1 模型描述

4.2 数据到达业务流量建模

4.3 网络节点服务建模

4.3.1 改进的比例公平调度算法

4.3.2 性能分析

4.3 数值分析

4.3.1 实验平台

4.3.2 分析与结果

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 论文研究工作总结

5.2 存在的问题和下一步的研究工作

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目

攻读学位期间发表的学术论文