Пропорционально справедливо - Proportionally fair

Чтобы узнать о проблеме распределения ресурсов, см. Пропорциональное деление.

Пропорциональная ярмарка компромисс алгоритм планирования. Он основан на поддержании баланса между двумя конкурирующими интересами: попытка максимизировать общую пропускную способность сети (проводной или нет), в то же время предоставляя всем пользователям хотя бы минимальный уровень обслуживания. Это делается путем назначения каждому потоку данных скорости передачи данных или приоритета планирования (в зависимости от реализации), который обратно пропорционален ожидаемому потреблению ресурсов.^[1][2]

Взвешенная справедливая очередь

Пропорционально справедливое планирование может быть достигнуто с помощью взвешенная справедливая очередь (WFQ), устанавливая веса планирования для потока данных ${\displaystyle i}$ к ${\displaystyle w_{i}=1/c_{i}}$, где стоимость ${\displaystyle c_{i}}$ - количество потребляемых ресурсов на бит данных. Например:

• В CDMA сотовые сети с расширенным спектром, стоимость может быть необходимой энергии на бит в управление мощностью передачи (повышенный уровень помех).
• В беспроводной связи с адаптация ссылки, стоимостью может быть время, необходимое для передачи определенного числа битов с использованием схемы модуляции и кодирования ошибок, которая для этого требовалась. Примером этого является EVDO сети, в которых сообщается SNR используется как основной фактор калькуляции.
• В беспроводных сетях с быстрым Динамическое распределение каналов, стоимость может быть количеством близлежащих участков базовых станций, которые не могут использовать один и тот же частотный канал одновременно, чтобы избежать помех внутри канала.

Приоритезация пользователей

Другой способ планирования передачи данных, который приводит к аналогичным результатам, - это использование коэффициентов приоритезации.^[3] Здесь мы планируем канал для станции, которая имеет максимум функции приоритета:

${\displaystyle P={\frac {T^{\alpha }}{R^{\beta }}}}$

• ${\displaystyle T}$ обозначает скорость передачи данных, потенциально достижимую для станции в текущем временном интервале.
• ${\displaystyle R}$ - средняя историческая скорость передачи данных этой станции.
• ${\displaystyle \alpha }$ и ${\displaystyle \beta }$ настроить «честность» планировщика.

Регулируя ${\displaystyle \alpha }$ и ${\displaystyle \beta }$ в приведенной выше формуле мы можем отрегулировать баланс между более частым обслуживанием лучших мобильных телефонов (тех, которые находятся в лучших условиях канала) и достаточно частым обслуживанием дорогостоящих мобильных телефонов, чтобы они имели приемлемый уровень производительности.

В крайнем случае (${\displaystyle \alpha =0}$ и ${\displaystyle \beta =1}$) планировщик действует циклически и одинаково часто обслуживает все мобильные устройства, не обращая внимания на потребление ресурсов. Если ${\displaystyle \alpha =1}$ и ${\displaystyle \beta =0}$ тогда планировщик всегда будет обслуживать мобильный телефон с наилучшими условиями канала. Это увеличит пропускную способность канала, в то время как станции с низким ${\displaystyle T}$ не обслуживаются вообще.^[2] С помощью ${\displaystyle \alpha \approx 1}$ и ${\displaystyle \beta \approx 1}$ даст пропорциональную справедливую алгоритм планирования используется в сетях 3G.^[3]

Этот метод можно дополнительно параметризовать, используя «константу памяти», которая определяет период времени, в течение которого скорость передачи данных станции, используемая при вычислении функции приоритета, усредняется. Чем больше константа, тем выше пропускная способность за счет снижения краткосрочной справедливости.

Смотрите также

• Планирование с циклическим перебором
• Планирование (вычисление)

Рекомендации

1. Кушнер, Х. Дж .; Уайтинг, П.А. (Июль 2004 г.), «Конвергенция пропорционально-справедливых алгоритмов совместного использования в общих условиях», Транзакции IEEE по беспроводной связи, 3 (4): 1250–1259, CiteSeerX  10.1.1.8.6408, Дои:10.1109 / TWC.2004.830826.
2. Гуован Мяо, Йенс Зандер, Ки Вон Сон и Бен Слиман, Основы мобильных сетей передачи данных, Cambridge University Press, ISBN  1107143217, 2016.
3. Цзи Ян; Чжан Ифань; Ван Инь; Чжан Пин (2004 г.), «Механизм обновления средней скорости в пропорциональном справедливом планировщике для HDR», IEEE Global Telecommunications Conference, 2004. GLOBECOM '04, 6, стр. 3464–3466, Дои:10.1109 / GLOCOM.2004.1379010, ISBN  0-7803-8794-5

дальнейшее чтение

• Эндрюс, Мэтью (сентябрь 2004 г.), "Нестабильность алгоритма пропорционального справедливого планирования для HDR", Транзакции IEEE по беспроводной связи, 3 (5): 1422–1426, CiteSeerX  10.1.1.73.4092, Дои:10.1109 / TWC.2004.833419.
• Эндрюс, Мэтью; Кумаран, К .; Ramanan, K .; Стояр, А .; Уиттинг, Фил (февраль 2001 г.), «Обеспечение качества обслуживания через совместно используемую беспроводную связь», IEEE Communications, 39 (2): 150–154, Дои:10.1109/35.900644.
• Паррука, Дональд; Грысла, Мариус; Горцен, Симон; Гросс, Джеймс (2013), "Аналитическая модель пропорционального справедливого планирования в сетях OFDMA / LTE с ограниченными помехами", 78-я Конференция по автомобильным технологиям, IEEE, 2013 (осень), стр. 1–7, arXiv:1303.1778, Bibcode:2013arXiv1303.1778P, Дои:10.1109 / VTCFall.2013.6692106, ISBN  978-1-4673-6187-3