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专题
2019/6/6 14:41

基于业务测量的LTE调度机制

邮电设计技术  肖清华

肖清华(华信咨询设计研究院有限公司,浙江 杭州 310014)

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘要:基于实时业务对时延敏感的差异化特征,提出了业务时延评估模型。基于用户申请业务的流程,结合业务阻塞率和与业务抵达概率,提出了业务测量模型。结合时延评估与业务测量模型,提出了能够综合考虑时延与带宽占用的LTE调度算法SMSA。对于时延大和信道条件不好的用户,可以通过加权因子来提升其调度优先级,而对于系统负荷增加、业务较少的用户,则可以通过减少其因子权重来降低其调度优先级。最后采用Matlab对SMSA算法进行了仿真验证。结果表明,无论是系统吞吐量还是公平性在所列举的算法中都有一定优越性。

关键词:LTE;资源块;时延;带宽;调度

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2019.05.010

引言

移动互联网的蓬勃发展使得LTE作为一种能够保证多业务服务质量(QoS)及用户公平性的无线宽带通信技术,得到越来越广泛应用。为提高系统资源利用率,LTE采取共享信道机制,需要根据快速变化的传播环境、外界干扰以及系统负荷等因素,及时动态地在用户之间分配物理资源。因此,调度机制在LTE系统中显得至关重要。而调度的业务包括非实时业务和实时业务,非实时业务对调度的敏感性不高,如E-mail,后者如VoLTE、视频业务?#21462;?#23454;时业务在丢包率、系统吞吐量和业务时延上要求更高,也是用户更关注的一类业务。因此,本文也以实时业务为目标,结合客户感知和系统资源2个方面综?#31995;?#32771;虑其调度机制。

目前最常用的调度算法有最大速率算法、轮询RR算法、比例公平PF算法和最短作业优先SJF算法等,它们并没有对业务进行区分,也没有从客户感知的角度对算法进行评估。吴大鹏等人提出了一种排队延迟感知的LTE调度机制(QDA——Queuing DelayAware),但它只是简单地顾及单业务,并没有考虑并发的多业务,此外,对系统的影响,如资源负荷等未提及。与此类似,文献也是对视频业务在调度过程中的HOL(HeadofLine)延迟进?#20449;?#23450;,并动态地调整队列的优先级。所不同的是,考虑了分组丢失的数量,但也只是短期内提升了调度的公平性。杨俊蓉等对Bell实验?#19994;腗-LWDF可变最大加强时延优先调度算法进行了改进,不仅考虑了用户的信道条件,还增加了对时延和速?#26102;?#21270;的反应敏感度,是LTE调度算法优化的一个?#36739;頡?#31867;似的修正还有王鹏等人,通过优先级的二次计算来提高资源块的利用率,并引入补偿因子来弥补由此产生的实时业务性能下降,代价是复杂度有所提高。实际上,除了考虑LTE调度实时业务的时延敏感外,更多地把多业务质量保障、系统资源占用率及?#28304;?#23485;的影响纳入进来是整个调度机制优化的重点与?#36739;頡?/p>

为此,本文提出一个基于业务测量的LTE公平性调度算法(SMSA——Service Measurebased Scheduling Algorithm),能够扬长避短,同时兼顾实时业务的排?#37038;?#24310;与接入带宽。

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