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摘要：基于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延敏感的差異化特征，提出了業(yè)務(wù)時(shí)延評(píng)估模型�；谟脩�(hù)申請(qǐng)業(yè)務(wù)的流程，結(jié)合業(yè)務(wù)阻塞率和與業(yè)務(wù)抵達(dá)概率，提出了業(yè)務(wù)測(cè)量模型。結(jié)合時(shí)延評(píng)估與業(yè)務(wù)測(cè)量模型，提出了能夠綜合考慮時(shí)延與帶寬占用的LTE調(diào)度算法SMSA。對(duì)于時(shí)延大和信道條件不好的用戶(hù)，可以通過(guò)加權(quán)因子來(lái)提升其調(diào)度優(yōu)先級(jí)，而對(duì)于系統(tǒng)負(fù)荷增加、業(yè)務(wù)較少的用戶(hù)，則可以通過(guò)減少其因子權(quán)重來(lái)降低其調(diào)度優(yōu)先級(jí)。最后采用Matlab對(duì)SMSA算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，無(wú)論是系統(tǒng)吞吐量還是公平性在所列舉的算法中都有一定優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：LTE；資源塊；時(shí)延；帶寬；調(diào)度
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2019.05.010
引言
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展使得LTE作為一種能夠保證多業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量（QoS）及用戶(hù)公平性的無(wú)線寬帶通信技術(shù)，得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用。為提高系統(tǒng)資源利用率，LTE采取共享信道機(jī)制，需要根據(jù)快速變化的傳播環(huán)境、外界干擾以及系統(tǒng)負(fù)荷等因素，及時(shí)動(dòng)態(tài)地在用戶(hù)之間分配物理資源。因此，調(diào)度機(jī)制在LTE系統(tǒng)中顯得至關(guān)重要。而調(diào)度的業(yè)務(wù)包括非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)調(diào)度的敏感性不高，如E-mail，后者如VoLTE、視頻業(yè)務(wù)等。實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在丟包率、系統(tǒng)吞吐量和業(yè)務(wù)時(shí)延上要求更高，也是用戶(hù)更關(guān)注的一類(lèi)業(yè)務(wù)。因此，本文也以實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)為目標(biāo)，結(jié)合客戶(hù)感知和系統(tǒng)資源2個(gè)方面綜合地考慮其調(diào)度機(jī)制。
目前最常用的調(diào)度算法有最大速率算法、輪詢(xún)RR算法、比例公平PF算法和最短作業(yè)優(yōu)先SJF算法等，它們并沒(méi)有對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分，也沒(méi)有從客戶(hù)感知的角度對(duì)算法進(jìn)行評(píng)估。吳大鵬等人提出了一種排隊(duì)延遲感知的LTE調(diào)度機(jī)制（QDA——Queuing DelayAware），但它只是簡(jiǎn)單地顧及單業(yè)務(wù)，并沒(méi)有考慮并發(fā)的多業(yè)務(wù)，此外，對(duì)系統(tǒng)的影響，如資源負(fù)荷等未提及。與此類(lèi)似，文獻(xiàn)也是對(duì)視頻業(yè)務(wù)在調(diào)度過(guò)程中的HOL（HeadofLine）延遲進(jìn)行判定，并動(dòng)態(tài)地調(diào)整隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)。所不同的是，考慮了分組丟失的數(shù)量，但也只是短期內(nèi)提升了調(diào)度的公平性。楊俊蓉等對(duì)Bell實(shí)驗(yàn)室的M-LWDF可變最大加強(qiáng)時(shí)延優(yōu)先調(diào)度算法進(jìn)行了改進(jìn)，不僅考慮了用戶(hù)的信道條件，還增加了對(duì)時(shí)延和速率變化的反應(yīng)敏感度，是LTE調(diào)度算法優(yōu)化的一個(gè)方向。類(lèi)似的修正還有王鵬等人，通過(guò)優(yōu)先級(jí)的二次計(jì)算來(lái)提高資源塊的利用率，并引入補(bǔ)償因子來(lái)彌補(bǔ)由此產(chǎn)生的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)性能下降，代價(jià)是復(fù)雜度有所提高。實(shí)際上，除了考慮LTE調(diào)度實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延敏感外，更多地把多業(yè)務(wù)質(zhì)量保障、系統(tǒng)資源占用率及對(duì)帶寬的影響納入進(jìn)來(lái)是整個(gè)調(diào)度機(jī)制優(yōu)化的重點(diǎn)與方向。
為此，本文提出一個(gè)基于業(yè)務(wù)測(cè)量的LTE公平性調(diào)度算法（SMSA——Service Measurebased Scheduling Algorithm），能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，同時(shí)兼顧實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的排隊(duì)時(shí)延與接入帶寬。
