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现有的EDGE(EnhancedDataratesforGlobalEvolution)技术8个时隙全部使用时总处理能力可达473.6Kbps,基本可以满足大部分现有的分组业务,然而对于许多对流量和时延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等业务,需要系统提供更高的传输速率和更短的时延,需要更加合理有效地分配和利用有限的无线资源。分组调度是无线资源管理的一个重要组成部分,分组调度器支配着无线资源在蜂窝中不同用户之间的分布,与蜂窝资源分配的公平性相互作用,最终决定了蜂窝中不同用户的满意度。无线分组调度的目的是最大化网络的吞吐量,同时减少传输时延,进而满足用户的QoS要求。本文分别从上行HSUPA和下行HSDPA两个方面研究了分组调度的基本原理,对目前比较常用的几种调度算法进行了分析,提出了新的上下行链路的调度算法。
对于HSUPA,目前HSUPA快速调度算法的建模没有考虑业务类型,所有用户的业务流通过无线信道进入分组调度器后,被统一进行调度,没有区分业务类型。并且由于引入虚拟时间,使得算法的时间复杂度不能满足TTI为2ms的间隔要求,导致工作于小区边缘的用户不能使用2ms的TTI进行传输。此外,由于上行链路中的码资源有限,因码资源导致的延迟可能会使系统资源难以控制。本文从业务类型T、计算复杂度C和码资源分配R三个角度出发,基于信干比Eb/Io公式,同时将码资源的分配也纳入调度算法的考虑之中,提出了一种新的HSUPA分组调度算法--TCR算法。仿真结果表明:TCR算法中,分组的调度时延和UE请求的成功率得到了一定程序的优化,特别是UE请求接纳的成功率提高了15%左右,系统的吞吐量也得到了改善。
对于HSDPA,轮询算法保证了用户的公平性,但没有考虑不同用户无线信道的具体情况,因此系统吞吐量很低。最大载干比算法可以优化系统的吞吐量,但是处于小区边缘的用户由于C/I较低将得不到服务机会,又是最不公平的。正比公平算法在吞吐量和公平性之间获得了很好的均衡,但是该算法没有考虑分组延迟,不能满足实时业务的QoS保证。我们知道,时延的特性位于网络层,丢包率的特性取决于物理层,而分组调度是作用在MAC层,本文的思路是通过跨层设计的方法,利用马尔可夫链模拟信道环境,计算分组的可能时延,再根据基于吞吐量和公平性设计的代价函数来计算传输的代价值,最后根据代价值进行分组的调度,做到实时细粒度的调整和传输。仿真结果表明:本文提出的DCS算法的吞吐量和时延参数都优于RR和PF算法,有效的提高了分组调度的效率,优化了网络吞吐量。