有线电视网双模终端资源管理关键技术研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mugua220
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着数字电视业务在我国的发展,有线电视网的双模终端(双模机顶盒)逐渐成为被广泛应用的家庭数字终端设备。随着有线电视网的双向化改造的推进,双模终端通常采用HFC接入网实现宽带接入。HFC接入网的带宽资源成为影响双模终端服务质量的一个关键因素。随着“三网融合”的推进,多种融合业务逐渐渗透到双模终端平台上,促使双模终端逐渐向具有开放式软件架构的智能电视终端发展。智能电视终端的多业务并发特性,使得业务对终端资源(包括CPU、内存、调谐器等)以及接入网带宽资源的竞争难以避免。因此,双模终端需要更加合理、高效的资源管理机制,使得终端的总体服务质量能够得到保障。同时,需要对HFC接入网的带宽资源进行合理的分配,使各个终端能够享有满足其业务服务质量的网络带宽资源。本文依托国家科技支撑计划“支持跨区域、多运营商的新一代广播电视服务系统”课题,以及国家863重大项目课题“融合网络业务体系的开发”,对具有智能电视特征的双模终端的资源管理问题展开研究,其中主要研究终端系统资源分配算法和HFC接入网带宽分配算法。本文主要工作和创新点如下:1)在以往的实时系统资源分配算法中,主要通过离散化的资源配置选项来描述任务的资源消耗量与效用的关系。另一些资源分配模型中,将效用或QoS描述为资源的连续函数。完全离散或完全连续的资源效用模型,都不完全适用于双模终端。本文首次提出了“连续效用子集”的概念,既能体现某些资源与任务效用之间的连续函数关系,又能描述另一些资源与任务效用之间的离散映射关系,能更准确地描述双模终端的资源与效用的关系。基于“连续效用子集”的概念,本文对实时系统资源分配算法提出了如下的两点改进:(i)实时系统的应用分配到的资源量达到一定量时,其效用逐渐呈现“饱和”趋势,资源消耗函数呈现为凹函数。这种特性通常体现在同一个“连续效用子集”中。本文利用这一特点,对已有的启发式资源分配算法HEU加以改进,提出了启发式算法T-HEU,能够在一定条件下降低HEU的时间复杂度。理论分析表明,HEU算法的时间复杂度为O(MN2L2),而T-HEU算法的时间复杂度在O(MNL)与O(MN2L2)之间,低于HEU的时间复杂度。(ii)基于离散资源配置选项的资源分配算法,分配结束后存在一些残留资源,而某些任务的效用仍然有上升空间。这造成某些资源(如CPU时间片、网络带宽等)浪费。本文借助“连续效用子集”的概念,将残留资源的最优分配问题近似归结为线性规划问题,并设计出一种启发式算法RRA_HEU,与现有的线性规划解法进行了比较。仿真结果表明,RRA_HEU在任务个数少于15的情况下,分配残留资源的时间明显小于单纯形法和主-对偶内点法。单纯形法分配残留资源的时间并不随着任务数的增加而有明显的增加,而且执行时间几乎总是小于主-对偶内点法,适用于任务数较多情况下的残留资源分配。将残留资源分配算法应用于双模终端上的应用进程资源分配,能够提高双模终端上的资源利用率,从而提高系统效用。2)设计了一种用于单链路效用max-min公平分配的高精确度算法AUMMAA.与现有的时间复杂度较低的算法——基于分段线性函数的单链路UMM分配算法相比,时间复杂度相似,但AUMMAA具有更高的计算精确度。3)基于本文设计的效用max-min公平分配算法AUMMAA,提出了一种面向业务间效用公平性的QAM资源分配算法。其中,包括一种面向弹性带宽业务的QAM频点选择算法QCSA,以及,对单频点带宽使用AUMMAA进行分配。理论分析和仿真结果表明,QCSA在QAM频点组负载较轻时,倾向于提高频点组的带宽利用率;在QAM频点组负载较重时,能够促进多频点间的效用公平性。4)基于本文设计的QAM频点选择算法QCSA,提出了一种面向终端间公平性的带宽分配机制,该机制使得不同的终端所获得的带宽满足加权max-min公平。在将单个终端的总带宽分配给各个业务时,提出了NOTF算法,能在近似最大化总效用的前提下,兼顾各业务的效用公平性。仿真实验表明,NOTF算法在使单个终端的业务总效用降低5%时,能够使业务间的效用方差降低约50%,明显促进了业务间的效用公平性。
其他文献
随着对虾养殖业的发展,对虾病害种类逐年增多,其中尤以对虾病毒性疾病造成的损失和后果最为严重,由于对虾病毒病病原具有较强的传染和传播特点,虾池一旦发病,极易导致对虾养
近年来随着石材幕墙装饰中的广泛应用,如何合理和正确管理石材幕墙的施工质量成为急需解决的问题,本文将摘要把提高干挂花岗石材幕墙施工质量的措施和方法作一简介.
测绘工程的主要任务是向工程设计提供相关图纸资料,了解地质情况,帮助工程明确占地范围等,并且测绘工作是贯穿于整个工程建设始终的,可以有效保证工程建设的安全性与可靠性。本文
摘要:近年来,随着社会转型和改革不断深化,原本被认为内部稳定性较强,外部因素侵入较少的高校突发事件频现,给校园安全带来较大影响。高校突发事件,大多属于非常态发生,我们一方面要妥善处理,另一方面要思考如何找出事故起因,将事故发生的概率降到最低。本文对高校常见的突发事件类型和高危人群进行归类分析,在此基础上,明确高校辅导员在突发事件中的角色定位和能力要求,梳理高校辅导员应对突发事件的基本程序,探讨辅导
目的 通过高热雾化吸入5-氟尿嘧啶(5-Fu),建立一种治疗肺癌的热化疗相结合的新方法。方法 用家兔和肺部病人为对象、对比了高热与常温条件下,雾化吸入5-Fu后,在气管、肺门支气管、周转肺组
文章首先阐述了澳大利亚TAFE模式及其特点,然后探讨了澳大利亚TAFE模式对我国电子商务专业建设的启示,即能力本位课程体系的开发;加强高职教师培训,提升师资队伍素质;产学合
随着“国学”课程正式进入中小学课堂以及国学热的持续发酵,迫切需要能够承担这门课程的合格教师,因此,为中小学培养国学基础扎实的语文教师也就成为了高等师范院校中文专业
  本文提出开炉操作应当注意的几个问题,它们是:含铁炉料位置、风量比、合理布料和全焦开炉。
目的探讨立体定向微创液化引流术治疗高血压丘脑出血的疗效。方法对58例高血压丘脑出血患者,依据丘脑血肿形态、大小,破入脑室情况及患者病情,结合头部CT检查提供的丘脑血肿的三