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基于IEEE802.16d標準的無線Mesh網MAC層資源調度策略 |
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| 基于ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ標準的無線Ｍｅｓｈ網ＭＡＣ層資源調度策略，在一定程度上解決了單業務資源調度的公平性問題和多業務資源調度時服務質量（ＱｏＳ）保證問題。網絡只有單類型業務時，每個節點建立兩類隊列，請求隊列和授權隊列，通過對每個隊列進行輪詢調度來使每種業務流公平地占用資源，包括帶寬請求／授權機制、調度機制、時隙分配機制和補償機制；在多業務的情況下，根據業務實時性要求的不同，可對各種不同的業務流設置不同的優先級，動態分配帶寬，使得在滿足每種業務流的服務質量（ＱｏＳ）的前提下，盡可能大的提高系統的吞吐量，包括分類機制、帶寬預留機制和降級機制。 |
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基于IEEE802.16d標準的無線Mesh網MAC層資源調度策略
基于ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ標準的無線Ｍｅｓｈ網ＭＡＣ層資源調度策略，其特征是：網絡中只有一種類型的業務時，采用一種公平的端對端資源調度方法，該調度方法的實施分為四種機制：帶寬請求／授權機制、調度機制、時隙分配機制和補償機制； 所述的帶寬請求／授權機制具體內容包括： 從上層接收到的服務數據單元被送進分組調度器中，每個調度器選擇要傳送的分組，封裝成協議數據單元，然后送往物理層，在每個分組調度器里，不同的業務分組被送進不同的緩存中，采用赤字輪詢調度方式調度； 以下定義，只要從源節點產生一個服務數據單元，發送給目的節點，則認為是從源節點到目的節點的一個業務流，對于該業務流的路徑中任一節點（Ｘ），執行以下兩種情況： ａ）當任一節點（Ｘ）接收到該服務數據單元時，查找它的有效流列表，如果列表中沒有該業務流的記錄，則添加該業務流到其有效列表； ｂ）當任一節點（Ｘ）在某個規定的時間內還沒有接收到該流的服務數據單元時，則任一節點（Ｘ）將這業務流從其有效列表中刪除； 對于任一節點（Ｘ），維護著兩類隊列：請求隊列和授權隊列； 請求隊列：如果有業務流從任一節點（Ｘ）流向其鄰居節點（Ｙ），則任一節點（Ｘ）維護著一個虛擬的向其鄰居節點（Ｙ）的請求隊列，請求隊列中包含以下狀態變量： ｒｅｑ↓［Ｙ］↑［ｏｕｔ］：任一節點（Ｘ）通過請求信息單元向其鄰居節點（Ｙ）發送請求，通知它要傳輸的字節數； ｃｎｆ↓［Ｙ］↑［ｏｕｔ］：任一節點（Ｘ）確認其鄰居節點（Ｙ）分配給它的字節數； ｂｌｏｇ↓［Ｙ］↑［ｏｕｔ］：任一節點（Ｘ）向其鄰居節點（Ｙ）發送等待的字節數，因為這些等待的數據發送的帶寬請求消息未被處理； 如果ｂｌｏｇ↓［Ｙ］↑［ｏｕｔ］＝０，則認為請求隊列無效，該隊列從有效列表中刪除； 再定義一個變量ｐｅｎｄｉｎｇ，該變量計算如式： ｐｅｎｄｉｎｇ＝ｒｅｑ↓［Ｙ］↑［ｏｕｔ］－ｃｎｆ↓［Ｙ］↑［ｏｕｔ］ 該變量的閾值為ｐｅｎｄｉｎｇ↓［ｍａｘ］，當超過閾值時，表明請求節點的請求已經不能被授權節點所滿足； 授權隊列：如果有業務流從其鄰居節點（Ｙ）流向任一節點（Ｘ），則任一節點（Ｘ）維護著一個虛擬的向其鄰居節點（Ｙ）的授權隊列，該隊列包含以下狀態變量： ｒｅｑ↓［Ｙ］↑［ｉｎ］：其鄰居節點（Ｙ）通過請求信息單元向任一節點（Ｘ）發送請求，通知它要傳輸的字節數； ｇｎｔ↓［Ｙ］↑［ｉｎ］：任一節點（Ｘ）已經向其鄰居節點（Ｙ）授權了的字節數； 如果ｒｅｑ↓［Ｙ］↑［ｉｎ］＝ｇｎｔ↓［Ｙ］↑［ｉｎ］，則該隊列從有效列表中刪除； 任一節點（Ｘ）對每個流向自己的業務流維護一個授權隊列，以向從它的鄰居節點發來的業務流提供資源，它將該業務流轉發向其他節點時，為該業務流維護一個請求隊列，以向它要轉發的節點請求資源，對于每個隊列，都分配了一個權重值φ，該權重值的計算如式： φ↓［ｉ］＝Σ↓［ｊ∈Ａ］Ｉ↓［ｉ］（ｊ）／｜Ａ｜ 其中，｜Ａ｜表示流入和流出任一節點（Ｘ）的業務流數的總和，ｊ是有效的流，Ｉ↓［ｉ］（ｊ）是指示函數，如果ｊ是在隊列ｉ下的服務時，指示函數的值為１，否則為０；由于每個業務流在確定的一個隊列下得到服務，因此∑↓［ｉ］Φ↓［ｉ］＝１，帶寬請求和授權機制適用于所有的有效請求和授權隊列； 所述的調度機制具體內容包括： 請求隊列和授權隊列是通過輪詢方式被服務的，在每一輪中隊列被服務的字節數是Φ↓［ｉ］Ｆ↓［ＲＲ］，其中Ｆ↓［ＲＲ］是系統參數，稱為一輪持續時間；在分布式調度消息中，每一個授權隊列ｉ有權授予超過Φ↓［ｉ］Ｆ↓［ＲＲ］的字節數給ｉ的鄰居節點，同時每個請求隊列ｉ有權請求超過Φ↓［ｉ］Ｆ↓［ＲＲ］的字節數給ｉ的鄰居節點；如果從ｉ的鄰居節點請求／授予的字節數少于Φ↓［ｉ］Ｆ↓［ＲＲ］，這個隊列在服務后將被從有效列表中去除； 對有效列表中所有的隊列采用一種輪詢的方式，直到出現以下幾個條件為止： １）有效列表為空； ２）在控制幀中沒有剩余的時隙來增加其他的信息單元給分布式調度消息； ３）未被服務的隊列的補償參數的值超過了其閾值； 所述的時隙分配機制具體內容包括： １）隨機選擇一個信道； ２）找出第一個幀的第一個可用時隙； ３）如果沒有可用的時隙，轉到下一個信道； ４）如果所有的時隙都被搜索到，轉到下一個幀； 首先，時隙的訪問順序是時間順序的，能夠減少帶寬協商的時間；第二，相隔兩跳的節點不知道對方發送的分布式調度消息，它們能授權相同的時隙給未被確認的鄰居節點，這些鄰居節點在同一個信道上，隨機選擇信道降低該事件發生的概率；最后，在同一個信道下的同一個幀里，授權越多連續時隙能減少分布式調度消息中的授權信息單元數； 所述的補償機制具體內容包括： 一個隊列在一輪的調度中未被服務的字節數用補償參數來表示，當在進行下一輪調度時，它可以在本次多使用一些帶寬以補償上次的調度，補償參數應設置一個上界值，以防止該隊列長期不被服務，導致“餓死”的現象。
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| 專利號: |
200810114590 |
| 申請日: |
2008年6月6日 |
| 公開/公告日: |
2008年10月15日 |
| 授權公告日: |
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| 申請人/專利權人: |
北京交通大學 |
| 國家/省市: |
北京(11) |
| 郵編: |
100044 |
| 發明/設計人: |
李旭、申宏剛、石靖 |
| 代理人: |
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| 專利代理機構: |
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| 專利代理機構地址: |
() |
| 專利類型: |
發明 |
| 公開號: |
101286949 |
| 公告日: |
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| 授權日: |
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| 公告號: |
000000000 |
| 優先權: |
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| 審批歷史: |
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| 附圖數: |
2 |
| 頁數: |
14 |
| 權利要求項數: |
4 |
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