黃少華

移動(dòng)多媒體通信技術(shù)的發(fā)展，主要是根據(jù)用戶不同的需求制定不同的分配方案，這個(gè)過程是十分繁瑣的，如果想要實(shí)現(xiàn)分配過程的簡(jiǎn)算化就必須建立統(tǒng)一分配調(diào)度算法，這也是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的核心機(jī)制之一，是網(wǎng)絡(luò)資源管理的重要內(nèi)容，通過控制鏈路帶寬的分配，不同的業(yè)務(wù)流可獲得不同的服務(wù)。因此，研究調(diào)度算法對(duì)移動(dòng)多媒體通信有非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】通信網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)一分配 調(diào)度算法 措施

現(xiàn)在人們對(duì)通訊系統(tǒng)的要求已經(jīng)不僅僅滿足于只有通話業(yè)務(wù)的第二代移動(dòng)通訊服務(wù)，正向著具有更高要求的數(shù)據(jù)發(fā)送速率、更高要求的數(shù)據(jù)容量、以及更加方便快捷地服務(wù)功能、能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行更加精細(xì)化的分類的第三代通訊方式發(fā)展。為滿足人們的需求、移動(dòng)通訊的向前發(fā)展，具有多用戶、多業(yè)務(wù)、多流量、高數(shù)據(jù)傳輸?shù)缺姸喙δ艿男滦屯ㄓ嵓夹g(shù)是需要解決和突破的問題，這需要先進(jìn)及技術(shù)設(shè)備、先進(jìn)的無線通訊管理應(yīng)用技術(shù)做支持。在解決這些技術(shù)問題中分組調(diào)度算法是滿足無線通訊技術(shù)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)無線資源的整合管理有著重要的意義。這就需要我們?cè)诜纸M調(diào)度算法中如何更加有利地提高移動(dòng)通訊質(zhì)量以及滿足人們對(duì)高質(zhì)量通訊的要求作出更加深刻的研究。

1 統(tǒng)一分配調(diào)度算法的應(yīng)用情況

1.1 誤碼率偏高

網(wǎng)絡(luò)傳輸中，能夠有效保證傳輸質(zhì)量和高可靠性的要求需要有線傳輸網(wǎng)絡(luò)的支持，因?yàn)橛芯€的傳輸媒介受到的外界的干擾是非常低的，能夠保證在傳輸中有較低的誤碼率。在無線網(wǎng)絡(luò)傳輸中，無線信號(hào)很容易受到大氣條件、地理?xiàng)l件、多徑衰落等條件的影響，使無線數(shù)據(jù)的傳輸產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況。具有不可預(yù)測(cè)性的無線信道通訊很容易造成傳輸中的高誤碼率的出現(xiàn)，傳輸中的高誤碼率常常會(huì)造成數(shù)據(jù)分組的丟失，在這種情況下會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的分組重新進(jìn)行傳輸，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)擔(dān)增加，在一定程度上降低數(shù)據(jù)連接的有效利用率，造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)的加重，對(duì)資源的充分利用產(chǎn)生了不利的因素。在影音信息傳輸放面，視頻編碼的傳輸是建立在空間和時(shí)間的預(yù)測(cè)以及可變長(zhǎng)度上的進(jìn)行的編碼，在通訊傳輸過程中空間和時(shí)間上產(chǎn)生差錯(cuò)后會(huì)造成視覺體驗(yàn)質(zhì)量的嚴(yán)重下降，并且不利于視頻的接受。

1.2 傳輸控制協(xié)議問題

有調(diào)查數(shù)據(jù)表明在因特網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸中大部分應(yīng)用程序都是采用傳輸控制協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的，接近百分之五十的數(shù)據(jù)在因特網(wǎng)上都是采用傳輸控制協(xié)議的。傳輸控制協(xié)議在傳輸中采用的是面向連接，在可靠數(shù)據(jù)服務(wù)的傳輸中的高層協(xié)議是傳輸層協(xié)議。傳輸層協(xié)議是通過應(yīng)答和超時(shí)重傳來保障數(shù)據(jù)的可靠性傳輸?shù)?，因此在?shù)據(jù)丟失時(shí)傳輸層協(xié)議即采取相應(yīng)的彌補(bǔ)措施。

1.3 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議問題

在互聯(lián)網(wǎng)上的實(shí)時(shí)通訊業(yè)務(wù)大多采用的是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，比如說常見的可視電話、網(wǎng)絡(luò)視頻等。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)傳輸中造成數(shù)據(jù)丟失后不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)重傳協(xié)議，在無線信道的誤碼產(chǎn)生傳輸分組數(shù)據(jù)的丟失是可以通過重傳來解決的，但是可視電話這種具有時(shí)效性的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議及時(shí)在數(shù)據(jù)重傳中分組協(xié)議能夠傳輸?shù)揭苿?dòng)終端但是已經(jīng)不具有任何實(shí)質(zhì)性的用處了，因?yàn)槠湟呀?jīng)過了時(shí)效性，對(duì)應(yīng)用來說已經(jīng)失去了實(shí)質(zhì)性的意義。

1.4 窄帶問題

無線網(wǎng)絡(luò)在使用過程中寬帶容量并不是無限大的，在使用過程中結(jié)點(diǎn)處使用的寬帶只是少部分，有的情況下還會(huì)出現(xiàn)沒有使用的情況。這種情況會(huì)導(dǎo)致發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生超時(shí)的問題和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組丟失的問題，影響網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在這種有限資源下工作時(shí)可以采用連續(xù)工作的調(diào)度算法。

1.5 延時(shí)問題

無線網(wǎng)絡(luò)使用中會(huì)產(chǎn)生比有線網(wǎng)絡(luò)大得多的延時(shí)效應(yīng)，在傳輸控制協(xié)議進(jìn)行的設(shè)定中，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值不會(huì)太大，這樣就產(chǎn)生了數(shù)據(jù)在傳輸過程中超時(shí)并使發(fā)送端啟動(dòng)相應(yīng)的擁塞控制。在這種情況下對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)寬帶的使用就不會(huì)充分。

2 分組調(diào)度

（1）分組調(diào)度是用來完成對(duì)鏈路的寬帶進(jìn)行管理的功能，它在運(yùn)行過程中是有相應(yīng)的規(guī)則的，根據(jù)規(guī)則對(duì)先發(fā)送的分組進(jìn)行選擇。所具備的這些功能決定了它對(duì)所輸入業(yè)務(wù)的輸出鏈路寬帶如何進(jìn)行共享，它在寬帶分配、時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)方面占據(jù)主要的控制力，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量控制中表現(xiàn)出重要作用。

（2）在寬帶的分配輸送中調(diào)節(jié)器能夠作為最低寬帶的速度保障，這樣可以為分組從隊(duì)列中取出時(shí)有相應(yīng)的規(guī)則，同樣調(diào)節(jié)器可以限制業(yè)務(wù)輸出使用時(shí)的最大的寬帶速率。在進(jìn)行分組調(diào)度算法概述中，調(diào)度器的設(shè)計(jì)形式分為多種，可以在一些隊(duì)列中同時(shí)強(qiáng)調(diào)上限和下限寬帶，同樣對(duì)一些隊(duì)列也可以單獨(dú)強(qiáng)調(diào)上限或單獨(dú)強(qiáng)調(diào)下限寬帶。

（3）在進(jìn)行時(shí)延控制的業(yè)務(wù)中，一些時(shí)延業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延范圍的保證以及抖動(dòng)控制中有著嚴(yán)格的要求，同樣有的時(shí)延業(yè)務(wù)在要求上有著較為低的需求。在業(yè)務(wù)要求上寬帶的平均速率與排隊(duì)時(shí)延的正比關(guān)系所表現(xiàn)出來的是業(yè)務(wù)的平均長(zhǎng)度。平均速率所反映出來的是具有一定速率的業(yè)務(wù)在不考慮分組丟棄的情況下通過延時(shí)性來反映寬帶的分配，業(yè)務(wù)速率在各個(gè)業(yè)務(wù)上的分配可以通過調(diào)度速器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)特性的控制。

（4）調(diào)度器可以實(shí)現(xiàn)分組傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)控制，通過對(duì)最好的分組提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，次要分組提供滿足其需要的服務(wù)，這就對(duì)共享的資源提供了優(yōu)先級(jí)服務(wù)，這種優(yōu)先級(jí)關(guān)系可以在系統(tǒng)初始化時(shí)以及在運(yùn)行過程中根據(jù)體現(xiàn)出來的不同狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)控制。

3 分組調(diào)度算法性能指數(shù)

（1）分組調(diào)度算法在對(duì)不同數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制輸出時(shí)能夠滿足不同的需求，對(duì)不同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效性控制。在資源利用率和時(shí)延特性等方面的方面的要求體現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)調(diào)度以及用戶對(duì)調(diào)度算法的要求，分組調(diào)度能夠?yàn)椴煌臉I(yè)務(wù)提供端到端的延時(shí)保證，而且只對(duì)此業(yè)務(wù)的要求相關(guān)，對(duì)其他業(yè)務(wù)沒有關(guān)聯(lián)性，這對(duì)不同業(yè)務(wù)間的優(yōu)先關(guān)系提供了優(yōu)質(zhì)保障。

（2）分組調(diào)度算法中，各個(gè)業(yè)務(wù)流只對(duì)自己的業(yè)務(wù)流有享用關(guān)系，不同的業(yè)務(wù)流之間是相互隔離的，使其不能進(jìn)行互相影響，對(duì)不同業(yè)務(wù)流提供了公平保障。

（3）寬帶速率是隨著人們對(duì)其更高的需求在不斷發(fā)展的，在大規(guī)模的發(fā)展要求下，需要調(diào)度算法能夠在極端時(shí)間內(nèi)完成對(duì)分組的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，這要求調(diào)度算法有良好的擴(kuò)展性來滿足大范圍的變化需求。

參考文獻(xiàn)

[1]許福永，林曉輝.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中路由選擇的優(yōu)化研究[J].甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013.

[2]趙紹剛，李岳夢(mèng).移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作通信[J].電信快報(bào)，2005（05）.

[3]王毅，趙彥靈，向軍.SDH環(huán)狀傳輸網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)策略研究[J].通信與信息技術(shù)，2005（08）：36-42.

作者單位

太原理工大學(xué) 山西省太原市 030024endprint