预留轮询策略队列调度方案的建模和分析

Journal of Systems Engineering and Electronics ›› 2009, Vol. 31 ›› Issue (9): 2249-2253.

预留轮询策略队列调度方案的建模和分析

陈海宴^1,2, 田乃硕³, 徐秀丽³

1. 东北大学秦皇岛分校, 河北, 秦皇岛, 066004;
2. 燕山大学信息科学与工程学院, 河北, 秦皇岛, 066004;
3. 燕山大学理学院, 河北, 秦皇岛, 066004

收稿日期:2008-08-12 修回日期:2008-11-12 出版日期:2009-09-20 发布日期:2010-01-03
作者简介:陈海宴(1966- ),男,副教授,博士,主要研究方向为通信系统、排队论.E-mail:chenhy736@sina.com
基金资助:
国家自然科学基金(10671170)资助课题

Analysis and modeling for queue scheduling with polling and reservation strategy

CHEN Hai-yan^1,2, TIAN Nai-shuo³, XU Xiu-li³

1. Northeastern Univ. Qinhuangdao Branch, Qinhuangdao 066004, China;
2. Coll. of Information Science and Engineering, Yanshan Univ., Qinhuangdao 066004, China;
3. Coll. of Science, Yanshan Univ., Qinhuangdao 066004, China

Received:2008-08-12 Revised:2008-11-12 Online:2009-09-20 Published:2010-01-03

摘要/Abstract

摘要： 设计了网络中间节点(网关和路由器)的预留轮询策略队列调度方案。对不同服务质量(qualities of service,QoS)要求的延迟敏感型和非延迟敏感型混合业务,通过调度不同业务间链路传输速率,使不同业务得到不同等级的服务;建立了混合业务预留轮询策略的队列调度三维马尔可夫排队模型,使用拟生灭过程和矩阵几何解的方法对该模型进行分析,得到了系统的主要性能指标:第一类非延迟敏感型业务和第二类延迟敏感型业务的平均队长、等待时间和吞吐量。给出了第二类延迟敏感型业务的阻塞概率等结果。

Abstract: A queue scheduling with polling and reservation strategy for the network node is designed.Because the delay sensitive traffic and the non-delay sensitive traffic need the different qualities of service(QoS),they will gain the different services through scheduling appropriate transmission rates.A three-dimensional Markov queue model is proposed to investigate the queue scheduling.The queue is analyzed by using a method of matrix-geometric solution.The performance index are derived,including the mean queue length,mean waiting time and throughput of both the delay sensitive traffic and the non-delay sensitive traffic,and the blocking probability of the delay sensitive traffic is also obtained.

中图分类号:

TP393

陈海宴, 田乃硕, 徐秀丽. 预留轮询策略队列调度方案的建模和分析[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2009, 31(9): 2249-2253.

CHEN Hai-yan, TIAN Nai-shuo, XU Xiu-li. Analysis and modeling for queue scheduling with polling and reservation strategy[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2009, 31(9): 2249-2253.

参考文献

[1] Tu Y,Chen M,Sun Y,et al.Enhanced bulk scheduling for supporting delay sensitive streaming applications[J].Computer Networks,2008,52(5):971-987.
[2] Yue W,Matsumoto Y.Exact analysis of multi-traffic wireless communication networks with reserved and non-reserved multi-channel[J].IEICE Tran.Communication,2001,84(4):786-794.
[3] Koutras V P,Platis A N,Gravvanis G A.Optimal server resource reservation policies for priority classes of users under cyclic non-homogeneous markov modeling[J].European Journal of Operational Research,2009,198(2):545-556.
[4] 徐兴,叶梧,冯穗力.基于多优先级时延预留的呼叫接入控制机制[J].北京邮电大学学报,2007,30(1):77-79.
[5] Saffer Z,Telek M.Stability of periodic polling system with BMAP arrivals[J].European Journal of Operational Research,2009,197(1):188-195.
[6] Kim T,Lee H,Koh J,et al.A performance analysis of polling schemes for IEEE 802.11 MAC over the Gilbert-Elliot channel[J].AEU-International Journal of Electronics and Communications,2009,63(4):321-325.
[7] Yang Z,Zhao D.QoS support polling scheme for multimedia traffic in wireless LAN MAC protocol[J].Tsinghua Science Technology,2008,13(6):754-758.
[8] 王智,于海斌,宋叶琼,等.混合服务方式下的M1+M2/G/1轮询系统的平均运行周期[J].通信学报,2002,23(7);8-18.
[9] Chang B,Chen Y.Adaptive hierarchical polling and Markov decision process based CAC for increasing network reward and reducing average delay in IEEE 802.16 WiMAX networks[J].Computer Communications,2008,31(10):2280-2292.
[10] Chang B,Chou C,Liang Y.Markov chain analysis of uplink subframe in polling-based WiMAX networks[J].Computer Communications,2008,31(10):2381-2390.
[11] Tian N,Zhang G Z.Vacation queueing models-theory and applications[M].New York:Springer-Verlag,2006:1-56.
[12] Neuts M F.Matrix-geometric solutions in stochastic models[M].Baltimore and London:The Johns Hopkins University Press,1981:1-40.
[13] 田乃硕,岳德权.拟生灭过程与矩阵几何解[M].北京:科学出版社,2002:16-70.

[1]	金志刚, 段晨旭, 羊秋玲, 苏毅珊. 基于水下云边协同架构的珊瑚礁监测新机制[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(12): 3829-3836.
[2]	唐玺博, 张立民, 钟兆根. 基于ADASYN与改进残差网络的入侵流量检测识别[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(12): 3850-3862.
[3]	刘高赛, 姜兴龙, 李华旺, 梁广. 基于位置感知的大规模LEO星座分布式路由算法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(11): 3529-3536.
[4]	宋鑫康, 赵尚弘, 王翔, 郝少伟. 航空信息网络服务功能链协同构建与映射策略[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(11): 3556-3563.
[5]	付有斌, 康巧燕, 王建峰, 胡海岩, 赵朔. 标签分割的软件定义飞行自组网控制器智能部署方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(10): 3249-3257.
[6]	龚建兴, 朱雷, 王华兵, 丁佩元, 路程昭. 基于功能图的作战体系关键节点分析[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(8): 2515-2521.
[7]	马泽煊, 李进, 路艳丽, 陈晨. 融合WaveNet和BiGRU的网络入侵检测方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(8): 2652-2660.
[8]	赵长啸, 李二帅, 何锋, 王鹏. TSN时间敏感流量带宽分配与优化[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(6): 2027-2034.
[9]	李宁, 霍兵, 宋瑞良, 任智. 多PAN太赫兹无线个域网边缘节点信息高效报告方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(5): 1709-1716.
[10]	蚁佳才, 刘斌, 姚莉, 赵文涛. 基于知识推理的卫星网络态势理解[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(5): 1562-1571.
[11]	姚玉坤, 任丽丹, 任智, 冯鑫, 杜文正. MSC中基于SDN的拓扑感知RLNC重传方案[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(4): 1393-1400.
[12]	王练, 朱朝辉, 吴海莲, 殷豪. 不完美反馈下基于立即可解网络编码的多播重传机制[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(12): 3703-3708.
[13]	阳勇, 孟相如, 康巧燕, 赵文文. 基于流量优化的可靠服务功能链部署方法[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(10): 3017-3025.
[14]	陈坤, 吕娜, 朱海峰, 方宇. 基于定时的航空集群机载网络更新方法[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(9): 2642-2648.
[15]	韩晓阳, 孟相如, 康巧燕, 翟东, 刘鹏飞. 可靠性与拓扑感知的服务功能链备份保护方法[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(7): 1961-1970.