ЛР3 / Краткая_теоретическая_информация_3
.pdf
Теоретическая информация
Пусть на базовой станции имеется N – буферов. При этом во всех буфера есть данные – Full Buffer Model. Например, производится закачка большого файла, YouTube.
Рисунок 1
В зависимости от направления передаваемой информации в телекоммуникационных сетях принято выделять два канала связи: DownLink (DL, нисходящая линия связи, от БС к АБ) и UpLink (UP, восходящая линия связи, от АБ к БС). В связи с тем, что объем передаваемой информации по линии DL намного больше, для DL выделяется больший интервал времени (см.
рисунок 2).
UL |
DL |
UL |
DL |
Полоса,
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
3 |
|
1 |
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
3 |
|
2 |
f |
f RB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
4 |
4 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
3 |
|
N RB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RB |
T |
DL |
t
Рисунок 2 – Структура DL
1 столбец матрицы – слот.
1 клетка – ресурсный блок (RB)
f RB = 180 кГц
|
RB |
= 0.5 мс |
|
|
|
Число, стоящие внутри каждой ячейки – номер пользователей, которому |
||
БС будет отдан данный ресурсный блок. |
||
Введем следующие обозначения: |
||
1. |
Vi, j k – объем данных, который может быть передан абоненту i в |
|
ресурсном блоке j в слоте k. Определяется как: Vi, j k = Ci, j k RB . |
||
2. |
Ri k – средняя скорость за последние y секунд, с которой |
|
скачивал данные абонент i к моменту времени k. |
||
3. |
N RB – количество ресурсных блоков, которые присутствуют в |
|
столбце (количество строк в матрице). |
||
4. |
ri k – объём данных, который может быть передан абоненту i, |
|
если все ресурсные блоки в слоте k будут отданы абоненту i, определяется как:
i |
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
i, j |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
RB |
|
|
|
|
r |
k |
|
= |
|
V |
|
k |
|
|
|
|
|
|
j=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
A |
k – приоритет абонента i на ресурсный блок j в слоте k. |
||
|
|
|
|
pi, j |
|||||
Рассмотрим четыре подхода к распределению ресурсов, основанные на
алгоритмах, рассмотренных в первой лабораторной работе.
1) Equal Blind
Данный алгоритм выравнивает среднюю скорость закачки. Для алгоритма Equal Blind приоритет пользователя i на ресурсный блок j
определяется как:
piEB, j k = |
1 |
. |
|||
|
|
|
|||
Ri k |
|||||
|
|
||||
Соответственно, ресурсный блок отдается тому пользователю, у
которого самый высокий приоритет:
x
= arg max ( i
p |
EB |
|
|
i, j |
|
k )
,
здесь x номер абонента, которому выделен ресурсный блок j в слоте k.
2)Maximum Throughput
Алгоритм MT «отдает» ресурсный блок тому пользователю, у которого максимальна пропускная канала связи. Приоритет пользователя i на ресурсный блок j определяется как:
piMT, j k = Ci, j k .
Соответственно, ресурсный блок отдается тому пользователю, у
которого самый высокий приоритет:
x
=arg max (pMT
i, j
i
k )
,
здесь x номер абонента, которому отдается ресурсный блок j в слоте k.
3) Proportional fair (выравнивание ресурсов, отдаваемых пользователям):
i, j k = |
R |
k |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
k |
|
i, j |
|
|
средняя доля ресурса, которую i-ый абонент получил от базовой станции к моменту k. Приоритет пользователя i на ресурсный блок j определяется как:
p |
|
k = |
C |
|
PF |
i, |
|||
|
|
|||
i, j |
|
R |
||
|
|
|
||
|
|
|
i |
|
Соответственно, ресурсный блок которого самый высокий приоритет:
j |
k |
. |
|
|
|||
k |
|||
|
|||
отдается тому пользователю, у
x
= arg max ( i
p |
PF |
|
|
i, j |
|
k )
,
здесь x номер абонента, которому отдан ресурсный блок j в слоте k.
Рассмотрим два способа нахождения значения Ri k :
Первый способ:
Зафиксируем интервал времени y (выраженную в секундах) на котором рассчитаем среднюю скорость, с которой АБ скачивал данные. Тогда количество слотов, на котором рассчитывается средняя скорость находится как:
y |
= |
|
y |
|
|
||
слот |
|
|
|
|
|
RB |
|
|
|
|
Тогда средняя скорость, с которой абонент скачивал данные за
последние yслот слотов к началу слота k может быть рассчитана как:
|
|
|
k −1 |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i, j |
|
|
i, j |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
RB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
m |
|
b |
m |
|
R |
k = |
m=k −1−y |
слот |
j=1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
i |
|
|
y(или y |
|
|
) |
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
слот |
|
|
|
||
здесь bi, j m определяется как: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,если j |
− й ресурсный блок отдан i − му абоненту в слоте m |
||||||||||
bi, j m = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,иначе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Второй способ (сглаживающий фильтр):
Средняя скорость, с которой абонент скачивал, полученная на основе
сглаживающего фильтра может быть записана как:
|
N |
|
|
|
i, j |
|
|
i, j |
|
||||
|
|
RB |
|
|
|
|
|
|
V |
k −1 |
b |
k −1 |
|
Ri k = (1 − ) Ri k −1 + |
j=1 |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
RB |
|
||
|
|
|
|
|
||
где = 1 .
yслот