3GPP LTE系统中无线视频传输调度算法研究

摘要：针对3GPP LTE系统,本文提出了适用于下行链路视频业务的一种新的分组调度算法,即时延优先比例公平调度（Delay First-Proportional Fair Scheduling,DF-PFS）。当需要做出调度决策时,该算法利用每个用户的数据包时延信息和瞬时下行信道条件,在满足用户QoS前提下最大限度地提高系统吞吐量。同时,当用户选择资源块（RB）进行传输后,即从用户集合中将该用户删除,避免接近eNodeB的用户一直占用无线资源,确保了资源分配的公平性。实验仿真结果表明,该算法在丢包率和PSNR性能上优于最大权重时延优先（M-LWDF）算法,在保证用户间公平性前提下,满足了视频业务的QoS要求。     

基于时延和速率效用函数的LTE无线资源调度算法研究

为了提高LTE实时业务调度的公平性,在M-LWDF资源调度算法的优先级判断机制中引入了平均传输速率和保证比特速率,将经济学中的效用思想和效用函数引入M-LWDF调度算法,提出了一种基于时延效用函数和速率效用函数的M-LWDF改进算法,更好地体现了调度算法的时延特性和速率特性。仿真结果表明基于时延和速率效用函数的M-LWDF调度算法具有更高的公平性,能够更好地满足对实时业务的调度要求。     

基于GMR-1卫星通信系统的无线分组调度算法研究

卫星通信系统作为陆地通信系统的补充,几乎可以覆盖到地球的所有地点,因此具有很大的研究价值。在参考了前人提出的M-LWDF算法后,文章考虑到GMR-1卫星通信系统的高时延、低功率等因素的影响,提出了针对该系统的无线分组调度算法,本算法以保证用户公平性为前提,实现了为实时业务、非实时业务分别提供满足要求的无线资源的目的。最后,在仿真中对比了不同算法的性能。     

LTE中多业务的下行调度算法

针对现有调度算法的不足,提出了一种新的基于服务质量（QoS）的长期演进项目（LTE）的改进下行调度算法。根据多业务的用户,该算法在修正的最大加权时延优先（M-LWDF）算法的基础上引入了指数因子。仿真结果表明,该算法增加了时延较大的用户被调度的几率,提高了系统的公平性。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/170162. htm     

HSDPA中支持实时业务的调度算法在吞吐量方面的仿真分析

随着移动通信技术的飞速发展,未来的移动通信系统将以数据业务为主,所以无线分组调度算法将成为影响系统性能和保证用户服务质量的关键所在。在HSDPA系统中无线资源管理是通过分组调度算法来实现的。理想的调度算法应满足各类业务的QoS要求和用户之间的公平性,使系统资源利用率达到最大。主要介绍了EXP算法和M-LWDF算法,并对两种算法在吞吐量方面进行了仿真分析,说明了M-LWDF算法具有更高的吞吐量。     

基于时延和速率效用函数的LTE无线资源调度算法研究

为了提高LTE实时业务调度的公平性,首先在M-LWDF资源调度算法的优先级判断机制中引入了平均传输速率和保证比特速率,然后将经济学中的效用思想和效用函数引入到M-LWDF调度算法中,提出了一种基于时延效用函数和速率效用函数的M-LWDF改进算法,以便更好地体现调度算法的时延特性和速率特性。     

HSDPA中M-LWDF实时业务分组调度算法的改进

HSDPA是UMTS的最新演进。HSDPA采用先进的技术包括AMC、HARQ和快速小区选择以提供更高的数据速率。在HSDPA系统中,无线资源管理功能主要是由分组调度算法来实现,研究先进的分组调度算法是提高数据业务吞吐量、保证用户间的公平性、满足业务QoS的根本。主要介绍了实时业务算法M-LWDF,针对其在公平性方面的缺陷进行了改进,并对上述2种算法在中断率和吞吐量上进行了试验分析。     

一种在无线衰落信道上支持实时业务的分组调度算法

无线分组调度算法能为蜂窝网络中的移动用户提供服务质量的保证。在此问题上,以前的研究工作中一个经典的假设是基站与用户之间的信道条件变化为一平稳随机过程。但在实际情况中,这样的平稳假设并非总是合理的。研究表明基于平稳假设的调度算法,如流行的M-LWDF和EXP-rule算法,在非平稳信道上的性能下降明显。在CDMA蜂窝通信系统中,为在时变衰落信道上支持实时数据业务,该文提出一种基于模糊逻辑控制的分组调度算法,简称FROS。它能在保证用户QoS要求的同时,考虑到无线信道的快衰落特性而充分利用多用户分集(Multiuser diversity)所带来的增益,从而提高系统容量。系统级仿真证明,FROS算法能在优化系统分组时延性能和优化系统吞吐量性能之间保持良好的平衡和折衷,在平稳信道和非平稳信道的条件下都能获得比M-LWDF和EXP-rule算法更好的性能。     

HSDPA中的非实时业务无线分组调度算法分析

快速调度机制使系统可以根据所有用户的情况决定哪个用户可以使用信道,以何种速率使用信道,信道总是被与信道状况相匹配的用户所使用,这样在每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量,但同时兼顾每个用户的等级和公平性。文章首先对基于非实时业务无线分组调度算法进行分析,然后对各种算法在公平性方面进行了仿真。仿真分析表明：RR（轮询调度）、PF（正比公平）和APF（自适应正比公平）算法完全位于公平准则曲线的右侧,因此满足公平性准则的要求;RR算法具有最好的公平性。     

一种新的基于HSDPA系统的分组调度算法

传统的HSDPA分组调度算法利用信道状态的变化来选择信道质量相对较好的用户,以此来达到吞吐量最大化.然而,由于信道质量较差的用户无法获得服务而被"饿死",因而这将引起公平性的问题.文章在分析了传统调度算法的基础上,提出了一种新的M-LWDF算法,并通过了计算机仿真,论证了新的算法在公平性方面较改进前有了较大的提高.     

Analysis of M-LWDF fairness and an enhanced M-LWDF packet scheduling mechanism

Modified largest weighted delay first(M-LWDF)is a typical packet scheduling algorithm for supporting hybrid real-time services over wireless networks.However,so far,there is little literature available regarding the theoretic analysis of M-LWDF fairness.This paper gives a theoretic analysis of M-LWDF fairness,which shows that M-LWDF fairness is related to channel condition,packet’s arrival process and the ratio of quality of service(QoS)requirements of different service queues.Given service QoS requirements and other parameters related to channel model and packet’s arrival process,the fairness is merely related to the ratio of the number of users in the service queues.Based on the analysis,an enhanced M-LWDF algorithm(EM-LWDF)is proposed and demonstrated in this paper.EM-LWDF is strictly designed in light of the fairness criteria of QoS requirements,so its fairness is almost not related to the ratio of the number of users in the service queues,and the theoretical value of fairness index is equal to 1.Simulation results validate the theoretic analysis and show the effectiveness of EM-LWDF in improving fairness.     

IEEE 802.16d上行链路调度服务优化算法

调度算法是宽带无线接入系统为分类业务提供QoS保证的重要手段和工具。本文提出一种用于IEEE802.16d宽带无线接入系统TDD模式下的跨层调度服务的改进算法I_DFPQ。仿真结果表明该算法在各个类型业务流的吞吐量、时延、丢包率和公平性方面相比于同类的其他算法具有更优的性能。     

LTE-Advanced载波聚合中的无线资源管理研究

载波聚合是LTE-Advanced系统的关键技术之一。文章中重点介绍了载波聚合中的移动性无线资源管理（RRM：Radio Resource Manage-ment）机制。在引入该机制的基础上,传统的正比公平（PF：proportional fair）调度算法并不能够很好地保证用户之间在资源分配方面的公平性,因此提出了Balanced PF（BPF）算法。从系统级仿真结果可以看出,与传统的PF算法相比,BPF算法可以提升边缘用户的吞吐量性能,改善用户之间的公平性。     

一种自适应的OFDMA系统下行分组调度算法

提出了一种适合于OFDMA（正交频分多址接入）系统的资源分配与调度算法,该算法利用物理层的信道信息和MAC层的队列状态信息,并综合考虑了数据分组传输的时延要求和业务的优先级,采取资源块与子载波分配相结合的资源分配方式。仿真结果表明,该算法在吞吐量和公平性方面都得到了较好的改善。     

车路通信环境下TD-LTE无线资源调度建模与仿真

为了改善现有车路通信方式覆盖范围小、交付时延大和传输速率低的现状,将TD-LTE技术引入车路通信接入系统。提出了基于TD-LTE的车路通信接入系统无线资源调度模型;构建了车路通信仿真场景,对比例公平算法、指数比例公平算法和改进的最大权重时延优先算法进行性能分析。仿真结果表明:车辆低速移动场景下,系统负载较低时指数比例公平算法性能较好,系统负载较高时改进的最大权重时延优先算法表现更优,比例公平算法不适合车路通信多媒体业务流调度;车辆高速移动场景下,三者都不适合车路通信多媒体业务流调度。     

OFDM系统分组调度算法仿真与分析

对于蜂窝正交频分复用(OFMA)系统,分组调度技术是影响系统性能提升的重要因素。分组调度算法是为分组业务提供资源分配及复用的方法。这里介绍了分组调度技术原理及几种经典的调度算法,并通过Matlab仿真,对几种调度算法的公平性和吞吐量进行了比较。通过仿真可知,比例公平算法(PF,Proportional Fair)平衡考虑了系统吞吐量与公平性,取得了较好的效果。     

GEO卫星LTE跨层资源调度算法

地球同步轨道(GEO)卫星通信系统具有通信时延长的特点,适用于GEO卫星长期演进(LTE)通信的资源调度算法非常重要。为提升星上资源分配的高效性,基于可变最大加权时延优先(M-LWDF)算法,提出了一种综合考虑媒体接入控制(MAC)层参数和应用层参数的跨层调度算法。该算法在MAC层从数学角度推导,提出权重更大的时延判决因子及在应用层根据业务优先级不同引入Q因子。仿真结果表明,与M-LWDF算法相比,不同业务情况下,跨层资源调度算法减小了通信时延,提高了系统吞吐量,但公平性能略有下降并增加了复杂度。     

Resource Allocation for Real Time Services in LTE Networks: Resource Allocation Using Cooperative Game Theory and Virtual Token Mechanism

The LTE specifications provide QoS for multimedia services with fast connectivity, high mobility and security. However, 3GPP specifications have not defined scheduling algorithms to exploit the LTE characteristics to support real time services. In this article we propose a two level scheduling scheme composed by cooperative game theory, a virtual token mechanism, and the well known algorithms EXP-RULE and Modified-Largest Weighted Delay Firs (M-LWDF) in downlink system. By using cooperative game theory such as bankruptcy game and Shapley value, the proposed mechanism works by forming coalitions between flow classes to distribute the bandwidth fairly among all of them. Both algorithms EXP-RULE and M-LWDF have been modified to use a virtual token mechanism to improve their performance, giving priority to real time flows. By taking the arrival rate of packets into account, the proposed mechanism partially included in previous schedulers has been adapted to this work to increase remarkably the performance of the resource allocation for real time flows. The performance evaluation is conducted in terms of system throughput, Packet loss ratio, total cell spectral efficiency, delay and fairness index.