第二章 . 系統模型
2.3. 傳統的資源分配機制
資源分配演算法會在每一個子訊框開始時執行資源分配,我們將此子訊框標示為 子訊框。 , -表示在 子訊框開始時,使用者 在子通道 可以達到的瞬時速率。 ̅ , -表示統計到 子訊框,使用者 的平均傳送速率。 表示使用者 在子頻道 上的度量 衡。最後用 , -表示使用者 在 子訊框中可傳送的資源總量。
A. 等比例公平演算法(PF)
由於等比例公平演算法是從分碼多工存取系統中發展而來,資源分配的基本單位只 包含時域的概念,因此在分配資源時只要在該時間點挑出一個度量衡(metric)最大的使用
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者裝置。但在分頻多工存取系統中,資源單位是由時域與頻域的二維空間所組成,我們 可以將子訊框裡每個資源區塊獨立地做分配[10],每次將資源區塊對分配給在該子頻道 上度量衡最大的使用者裝置,接著更新該使用者裝置的平均傳送速率,再進行下一個資 源區塊對的分配,直到耗盡所有資源區塊對為止。以下是在一個子訊框中,等比例公平 演算法的完整步驟:
1) { , - ̅ , -}
2) , - . , - , -/ , - ̅̅̅̅, -
3)
, - 這三步驟會重覆執行直到 為止。
雖然等比例公平演算法提供很好的資源分配公平性,但是沒有考慮即時性訊務的延 遲限制或是遺失率容忍度,無法為使用即時性訊務流的使用者提供任何的服務品質保證。
當啟動非連續接收模式後封包延遲將會更加嚴重,服務品質會受到更大的損害。
B. 最大延遲優先演算法(M-LWDF)
最大延遲優先演算法的目標是保證使用者 的遺失率 ( ) ,度量 衡 , - , - ̅ , -。其中 , -為 在 子訊框開始時的最前線封 包延遲, 是一個為正的常數,其中 ⁄ 已經被證明是一個很好的參數設 定值。整個演算法執行的步驟如下:
1) { , - ̅ , -}
2) , - . , - , -/ , - ̅̅̅̅, -
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3)
, - 這三步驟會重覆執行直到 為止。
根據最大延遲優先演算法的度量衡計算方式,使用者的優先權會受到延遲限制、遺 率失容忍度和佇列最前線的封包延遲影響,藉以保證即時性訊務的服務品質。但是並沒 有針對非即時性訊務做參數設定的討論,因此我們令非即時性訊務的 。很顯然地,
在非連續接收模式中分配資源時只考慮最前線的封包延遲對於保證服務品質並不是最 佳的。
C. 方法[1]
方法[1]的目標是保證即時性訊務的服務品質前提下,最大化系統的吞吐量。在 子 訊框開始時將資源分配分成兩個回合進行:第一回合中只考慮使用者 定義其在
子訊框結束時的當前遺失率(running loss rate)
, - , - , -, - ( 1 )
其中 , -和 , -分別表示在 子訊框結束時,使用者 累積傳送和遺失的資料量。依照 當前遺失率的定義,根據使用者 的延遲限制、佇列長度和在 子訊框中使用者 可能 得到的資源數量,使用者 在 子訊框結束時的當前遺失率可以修改成
, - , - , - , - ( , - ( , - , - , -), -), , - , - ( 2 )
接著根據遺失率容忍度,令 , - 計算出在 子訊框中滿足遺失率容忍度所需要的 最小所需頻寬 , -,若 , - 則將使用者 加入集合 ,接著將資源分配定義為滿足 最小頻寬下最大化系統吞吐量將之問題。第二回合考慮使用者 ,以最大速率演算法 分配剩餘資源。以下是此演算法在兩個回合中執行的完整步驟:
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First Round
1) { , -}
2) , - . , - , -/
, -
, - ( , - , -) , -
3)
, - ,
這三步驟會重覆執行,若 , - 且 則進入第二回合。否 則 則結束此演算法。
Second Round
1) { , -}
2) , - . , - , -/ and , - 3)
, -
這三個步驟會重覆執行直到 為止。
此演算法首先讓即時性訊務獲得滿足遺失率容忍度的最小所需頻寬,接著再以最大 化系統吞吐量的方式分配資源,因此能夠同時支援即時性與非即時性的訊務流。但是在 非連續接收模式中,使用者裝置會在清醒與睡眠模式之間切換,若計算即時性訊務的最 小所需頻寬時只考慮當前子訊框中會遺失的資料量,一旦使用者裝置進入睡眠模式時極 有可能就會違反其服務品質需求。
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