Harmonogramowanie proporcjonalne

Harmonogram proporcjonalnie sprawiedliwy jest algorytmem planowania opartym na kompromisach . Opiera się na zachowaniu równowagi między dwoma konkurującymi ze sobą interesami: Próba maksymalizacji całkowitej przepustowości sieci (przewodowej lub nie), przy jednoczesnym zapewnieniu wszystkim użytkownikom przynajmniej minimalnego poziomu usług. Odbywa się to poprzez przypisanie każdemu przepływowi danych szybkości transmisji danych lub priorytetu planowania (w zależności od implementacji), który jest odwrotnie proporcjonalny do przewidywanego zużycia zasobów.

Ważona uczciwa kolejka

Proporcjonalnie sprawiedliwe planowanie można osiągnąć za pomocą ważonego sprawiedliwego kolejkowania ${\ displaystyle w_ {i} = 1/c_ { i}}$ WFQ), ustawiając wagi planowania dla przepływu danych ${\ displaystyle i}$ na $,$ koszt ilość zużytych zasobów na bit danych. Na przykład:

W sieciach komórkowych z rozproszonym widmem CDMA kosztem może być wymagana energia na bit w sterowaniu mocą nadawania (podwyższony poziom zakłóceń).
W komunikacji bezprzewodowej z adaptacją łącza kosztem może być czas wymagany do przesłania określonej liczby bitów przy użyciu wymaganego schematu modulacji i kodowania błędów. Przykładem tego są sieci EVDO , w których raportowany SNR jest używany jako główny czynnik kosztowy.
W sieciach bezprzewodowych z szybką dynamiczną alokacją kanałów kosztem może być liczba pobliskich stacji bazowych, które nie mogą jednocześnie korzystać z tego samego kanału częstotliwości, aby uniknąć zakłóceń międzykanałowych.

Priorytetyzowanie użytkowników

Innym sposobem planowania przesyłania danych, który prowadzi do podobnych wyników, jest wykorzystanie współczynników priorytetyzacji. Tutaj planujemy kanał dla stacji, która ma maksimum funkcji priorytetu:

${\ Displaystyle P = {\ Frac {T ^ {\ alfa}} {R ^ {\ beta}}}}$

${\ displaystyle T}$ oznacza szybkość transmisji danych potencjalnie osiągalną dla stacji w obecnym przedziale czasowym.
${\ displaystyle R}$ to historyczna średnia szybkość transmisji danych tej stacji.
${\ displaystyle \ alpha}$ i $”$ harmonogramu.

Dostosowując $displaystyle$ w powyższym wzorze, jesteśmy w stanie dostosować równowagę między częstszym serwowaniem najlepszych telefonów komórkowych (tych w najlepszych warunkach na kanale) a kosztownymi telefonami komórkowymi α {\ \ $}$ wystarczająco często, aby osiągnęły akceptowalny poziom wydajności.

W skrajnym przypadku ( $)$ program planujący działa w trybie okrężnym „pakietu” i obsługuje wszystkie telefony $komórkowe$ ale nie tak samo często w czasie), bez względu na zużycie zasobów i tak, aby każdy użytkownik otrzymał taką samą ilość danych. ( ${\ Displaystyle \ alpha = 0}$ i ${\ Displaystyle \ beta = 1}$ ) program planujący można by nazwać „harmonogramem maksymalnej uczciwości” (na przykład do zapewnienia równych użytkownikom głosowym). Jeśli ${\ displaystyle \ alpha = 1}$ i ${\ displaystyle \ beta = 0},$ wówczas program planujący zawsze będzie obsługiwał telefon komórkowy z najlepszymi warunkami na kanale. Pozwoli to zmaksymalizować przepustowość kanału, podczas gdy stacje o niskim $nie$ będą w ogóle obsługiwane. ( ${\ displaystyle \ alpha = 1}$ i ${\ displaystyle \ beta = 0}$ ) program planujący można nazwać harmonogramem „maksymalnej stawki”. Użycie i $da$ algorytm proporcjonalnego $.$ _ ( ${\ Displaystyle \ alpha = 1}$ i ${\ Displaystyle \ beta = 1}$ ) harmonogram można wdrożyć, zapewniając taką samą ilość czasu i widma dla każdego użytkownika, niezależnie od pożądanego rozmiaru pakietu, jakości kanału i zastosowanej szybkości transmisji danych (MCS). Harmonogram proporcjonalny uczciwy ( $.$ $można$ nazwać „planistą równego wysiłku” lub „programem planującym czas Round

Technikę tę można dodatkowo sparametryzować za pomocą „stałej pamięci”, która określa okres czasu, w którym uśredniana jest szybkość transmisji danych stacji wykorzystywana do obliczania funkcji priorytetu. Większa stała generalnie poprawia przepustowość kosztem zmniejszonej uczciwości krótkoterminowej.

Zobacz też

Harmonogramowanie (informatyka) - wprowadzenie do ogólnego tematu harmonogramowania.
Planowanie okrężne - inny algorytm planowania.
Zasada proporcjonalności i uczciwości – bardziej ogólna zasada wyboru spośród różnych alternatyw, oparta na tej samej zasadzie równoważenia wydajności i sprawiedliwości.

Dalsza lektura

Andrews, Matthew (wrzesień 2004), „Niestabilność algorytmu proporcjonalnego sprawiedliwego planowania dla HDR”, IEEE Transactions on Wireless Communications , 3 (5): 1422–1426, CiteSeerX 10.1.1.73.4092 , doi : 10.1109/TWC.2004.833419 .
Andrews, Mateusz; Kumaran, K.; Ramanan, K.; Stoyar, A.; Whitting, Phil (luty 2001), „Zapewnianie jakości usług za pośrednictwem współdzielonego łącza bezprzewodowego”, IEEE Communications , 39 (2): 150–154, doi : 10.1109/35.900644 .
Parruca, Donald; Grysła, Mariusz; Gortzen, Szymon; Gross, James (2013), „Analytical Model of Proportional Fair Scheduling in Interference-Limited OFDMA / LTE Networks”, 2013 IEEE 78th Vehicle Technology Conference (VTC Fall) , s. 1–7, arXiv : 1303.1778 , Bibcode : 2013arXiv1303.1778P , doi : 10.1109/VTCFall.2013.6692106 , ISBN 978-1-4673-6187-3