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一種分級WFQ的寬帶無線接入系統(tǒng)QoS架構(gòu)( 三 )

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;調(diào)度器的主要功能是根據(jù)各個隊列的權(quán)重對傳輸機(jī)會進(jìn)行二級WFQ調(diào)度 。調(diào)度器分4個部分：
(1)Hard-QoS調(diào)度器 。
(2)Soft-QoS調(diào)度器 。
(3)BE調(diào)度器 。
(4)總調(diào)度器 。
其中(1)、(2)、(3)屬于第二級調(diào)度，(4)負(fù)責(zé)對(1)、(2)、(3)調(diào)度器進(jìn)行第一級調(diào)度 。第一類隊列中分組的調(diào)度準(zhǔn)則為：;;; ;;
f∈第一類隊列，其中Bmin(f; )為第一類隊列中各個業(yè)務(wù)流的最小預(yù)約帶寬，對于UGS業(yè)務(wù)和周期性授予的單播輪詢機(jī)會，其最小預(yù)約帶寬是Bmin(f; )=Bmax(f; )，
因此這類業(yè)務(wù)所預(yù)約的帶寬作為公平排隊算法的權(quán)重經(jīng)過WFQ算法運算過后，選擇所有第一類隊列中的時間戳t i 最小的傳輸機(jī)會映射到上行映射(UL-MAP)中去 。第二類隊列中分組的調(diào)度準(zhǔn)則為：為第二類隊列中的分組計算兩個時間戳
f∈第二類隊列，Vf為第二類隊列中保存的全局虛擬時間變量；
f∈第三類隊列，Vf為第三類隊列中保存的全局虛擬時間變量，priorityf為第三類隊列的優(yōu)先級 。通過比較這兩個時間戳選擇一個最小的進(jìn)行調(diào)度，若該傳輸機(jī)會是由Soft-QoS調(diào)度器負(fù)責(zé)調(diào)度，則只增加Soft-QoS調(diào)度器中的虛擬時間變量；若BE調(diào)度器負(fù)責(zé)調(diào)度，則只增加BE調(diào)度器中的虛擬時間變量，調(diào)度器間互相不影響 。這樣第二隊列中的分組就做到了由Soft-QoS調(diào)度器和BE調(diào)度器聯(lián)合調(diào)度 。
第三類隊列中的分組的調(diào)度原則為：
f∈第三類隊列，priorityf 為業(yè)務(wù)f的優(yōu)先級參數(shù) 。通過給不同的業(yè)務(wù)分配不同的優(yōu)先級參數(shù)來給不同的隊列分配不同的加權(quán)值，從而在業(yè)務(wù)之間按優(yōu)先級不同分配不同的帶寬資源 。
總調(diào)度器給Hard-QoS調(diào)度器選擇出來的分組計算一個時間戳：
給Soft-QoS調(diào)度器選擇出來的分組計算一個時間戳：
給BE調(diào)度器選擇出來的分組計算一個時間戳：
上面3個時間戳中Vf為總調(diào)度器中保存的傳輸?shù)淖詈笠粋€分組的時間戳，是一個參考虛時間 。;是分組所在的第二級調(diào)度器中上一個分組的時間戳 。經(jīng)過上面的計算調(diào)度器選擇一個最小的時間戳的分組(即傳輸機(jī)會)安排到UL-MAP中 。這樣既做到了在3種隊列之間按照權(quán)重分配帶寬又不會造成帶寬的浪費 。
5 系統(tǒng)性能分析
WFQ分組調(diào)度算法基于文獻(xiàn)[5]中Bennett和Zhang提出的分級調(diào)度體系結(jié)構(gòu)，將算法應(yīng)用到IEEE 802.16中，算法本身分析所得到的性能是一樣的 。分級公平調(diào)度所采用的算法不一定要限制到WFQ算法上，成熟的公平隊列調(diào)度算法還有改進(jìn)加權(quán)公平隊列算法(WF2Q)、自時鐘公平隊列算法(SCFQ)、開始時間公平隊列算法(SFQ)等，相應(yīng)的結(jié)合分級調(diào)度后的算法有分級加權(quán)公平隊列算法(H-WFQ)、分級自時鐘公平隊列算法(H-SCFQ)、分級開始時間公平隊列算法(H-SFQ)、分級改進(jìn)加權(quán)公平隊列算法(H-WF2Q)等 。文獻(xiàn)[4]對各種算法的性能有具體的仿真結(jié)果 。
6 結(jié)論
本文結(jié)合分級WFQ調(diào)度算法，提出了一種適合于IEEE 802.16的有QoS保證的調(diào)度體系結(jié)構(gòu) 。該體系結(jié)構(gòu)充分利用IEEE 802.16提供的控制機(jī)制，結(jié)合分級WFQ公平隊列調(diào)度算法，在UGS、rtPS、nrtPS和BE業(yè)務(wù)之間公平分配帶寬，并保證各種業(yè)務(wù)的QoS特性，完成了在IEEE 802.16協(xié)議中留給用戶自己定義的調(diào)度策略 。本文只提供一種思路，下一步還應(yīng)考慮競爭時隙資源的分配和內(nèi)存治理等問題[6] 。
7 參考文獻(xiàn)
[1] IEEE 802.16-2001 IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems [S].
[2] Janez Bostic, Gorazd Kandus. MAC Scheduling for Fixed Broadband Wireless Access Systems [EB/OL]. http://www.cs.ucr.edu/~michalis/COURSES/260-03/papers/janez802-16.pdf.
[3] 李蕾,張曉敏. 應(yīng)用WFQ的分級、分組調(diào)度算法 [J]. 山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2002,32(4): 167—171.

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