53、多状态链路无线网络中实现比例延迟差异化的前瞻调度器

多状态链路无线网络中实现比例延迟差异化的前瞻调度器

1. 引言

近年来，保障网络中多样化的服务质量（QoS）成为了一个新兴问题。目前，差异化服务（DiffServ）朝着两个方向发展：绝对差异化服务和相对差异化服务。绝对差异化服务有两个分支：优质服务和保证服务；相对差异化服务则有五种模型：严格优先级、价格差异化、容量差异化、加性差异化和比例差异化。本文聚焦于比例差异化模型，因为它能提供可控且可预测的服务差异化。

在比例差异化模型中，性能指标通常被视为数据包排队延迟或数据包丢失率。Dovrolis等人提出了等待时间优先级（WTP）调度器，以在高流量负载下近似实现所需的比例延迟差异化；Bodamer提出了加权最早截止日期（WEDD）算法，为具有不同延迟界限和不同截止日期违规概率的应用提供可调的延迟差异化。

然而，这些研究仅适用于有线环境。由于无线链路具有高错误率和突发错误、位置相关和时变容量、带宽稀缺等特定特征，为有线网络设计的方法无法直接应用于无线环境。这些特征如果在设计调度器时未得到特殊和谨慎处理，往往会导致队首阻塞（HOL）问题和低信道利用率。

本文提出了一种新颖的调度器——前瞻等待时间优先级（LWTP）调度器，它可以在具有多状态信道的无线网络中提供比例延迟差异化。该调度器通过适应无线链路的位置相关容量并克服队首阻塞问题，能够实现比例延迟差异化和低排队延迟。

2. 背景

2.1 比例差异化模型

比例差异化模型由Dovrolis等人提出，旨在提供不同类别之间的相对质量间隔。该模型有两个目标：可控性和可预测性。可控性意味着网络管理员可以根据自己的标准控制和调整不同类别的质量间隔；可预测性意味着无论类