本文關(guān)鍵詞：LTE通信系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)的QoS管理研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 移動(dòng)通信 服務(wù)質(zhì)量管理 資源調(diào)度算法 延時(shí) 吞吐量

【摘要】：隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,無線通信技術(shù)也從3G發(fā)展到了LTE。LTE技術(shù)也憑借著自身高速率、低延時(shí)等特點(diǎn),越來越受到用戶的青睞。LTE技術(shù)和前面的幾代通信技術(shù)不僅僅在通信速率和通信帶寬上有了很大的提高,LTE通信技術(shù)支持的業(yè)務(wù)也有了很大的拓展。同樣用戶體驗(yàn)也不僅僅限制于普通的短信、語(yǔ)音等基礎(chǔ)要求,用戶更多利用移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)購(gòu)物、視頻通話、Vo LTE等寬帶寬的新業(yè)務(wù)。雖然LTE網(wǎng)絡(luò)相比前面幾代的通信技術(shù)在速率、帶寬、時(shí)延等方面均有了較大的提高,但無線資源以及網(wǎng)絡(luò)資源仍然不能完全滿足所有用戶的需求。通過在網(wǎng)絡(luò)側(cè)實(shí)現(xiàn)資源的合理管理,是提高移動(dòng)通信系統(tǒng)信道的利用率和服務(wù)質(zhì)量(Qo S)的重要手段之一。本文前面分析了LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)的整體架構(gòu)和核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)。多天線技術(shù)和載波復(fù)用技術(shù)使的LTE系統(tǒng)能夠較大限度的利用有限的帶寬傳輸更多有效的數(shù)據(jù)。但用戶數(shù)量的急劇增加也會(huì)使的這樣的技術(shù)力不從心,也因此導(dǎo)致了某些情況用戶的請(qǐng)求得不到及時(shí)的相應(yīng)。作為服務(wù)質(zhì)量管理的最小單元承載是資源調(diào)度策略的實(shí)現(xiàn)者。承載根據(jù)的業(yè)務(wù)的不同、需求的不同可以配置成不同的優(yōu)先級(jí)和類型,整個(gè)LTE系統(tǒng)中包括基站與網(wǎng)關(guān)都會(huì)根據(jù)承載的不同配置不同的轉(zhuǎn)發(fā)能力。本文從核心網(wǎng)的角度分析對(duì)比了幾種資源調(diào)度算法的優(yōu)缺點(diǎn)。雖然輪詢調(diào)度算法從整體上講是相對(duì)比較公平的,但正是由于這樣的公平會(huì)導(dǎo)致其轉(zhuǎn)發(fā)能力受到限制,因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間在沒有轉(zhuǎn)發(fā)需求的用戶上。公平吞吐量算法雖然平衡了用戶間吞吐量的差異,但在某些情況下不能對(duì)突發(fā)流量做到及時(shí)的相應(yīng)。漏桶算法控制了出口流速恒定,但不能差別的對(duì)待不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包,使得實(shí)時(shí)性需求較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存在較大的延時(shí)。最后分析了令牌通算法,該算法通過在規(guī)定的時(shí)間片上產(chǎn)生固定的令牌,待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通過拿到轉(zhuǎn)發(fā)令牌才能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),這個(gè)算法能夠?qū)ν话l(fā)流量做到一定的控制,也能相對(duì)的恒定網(wǎng)絡(luò)流速。本文結(jié)合LTE網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前需要差別的對(duì)待不同業(yè)務(wù)及用戶的需求和能夠?qū)ν话l(fā)流量控制的需求,提出了基于“借貸”機(jī)制的令牌桶算法。該方法是在傳統(tǒng)的令牌桶算法的基礎(chǔ)上改進(jìn)了允許在令牌不足的情況可以借用下一個(gè)時(shí)間周期的令牌完成當(dāng)前數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。研究實(shí)現(xiàn)的過程中,為了提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)包的能力,采用了Linux操作系統(tǒng)支持的e_poll機(jī)制。該機(jī)制的主要思想是通過建立內(nèi)核緩存區(qū),把需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)放入到建立的鏈表中,如果下層數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)候可以直接修改緩存區(qū)就緒鏈表,上層在需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)候,直接讀取就緒鏈表上就緒的數(shù)據(jù),從而避免了循環(huán)遍歷整個(gè)監(jiān)控鏈表中的數(shù)據(jù),這樣可以節(jié)約時(shí)間,從而降低了整個(gè)系統(tǒng)延時(shí)。實(shí)現(xiàn)部分介紹了系統(tǒng)的幾個(gè)組成部分包括開戶數(shù)據(jù)產(chǎn)生的開戶模塊、維護(hù)注冊(cè)表的注冊(cè)模塊、會(huì)話控制的主進(jìn)程模塊、負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)發(fā)控制的接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送的發(fā)送模塊。最后通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析該算法能夠區(qū)別的對(duì)待不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),不同業(yè)務(wù)之間存在大概5ms的時(shí)間延時(shí),保證了實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)優(yōu)先得到轉(zhuǎn)發(fā)。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)通信 服務(wù)質(zhì)量管理 資源調(diào)度算法 延時(shí) 吞吐量
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-21
• 1.1 LTE背景10-13
• 1.2 LTE性能優(yōu)點(diǎn)13-17
• 1.2.1 LTE的主要核心技術(shù)分析13-16
• 1.2.2 LTE主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析16-17
• 1.3 LTE當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r及問題分析17-19
• 1.3.1 當(dāng)前狀況分析17-18
• 1.3.2 目前問題分析18-19
• 1.4 論文工作安排19-21
• 第2章 QoS管理原理及資源調(diào)度算法分析21-33
• 2.1 QoS參數(shù)模型21-23
• 2.2 LTE承載23-25
• 2.3 幾種資源調(diào)度算法分析25-32
• 2.3.1 輪詢調(diào)度算法25-27
• 2.3.2 公平吞吐量算法27-29
• 2.3.3 漏桶算法(Leaky Bucket)29-31
• 2.3.4 令牌桶算法31-32
• 2.4 本章總結(jié)32-33
• 第3章 QoS管理結(jié)合令牌桶算法設(shè)計(jì)33-39
• 3.1 epoll機(jī)制分析33-34
• 3.2 調(diào)度隊(duì)列排序方式研究34-35
• 3.3 令牌桶算法的實(shí)現(xiàn)方式比較35-37
• 3.4 QoS管理結(jié)合令牌桶算法設(shè)計(jì)37-38
• 3.5 本章總結(jié)38-39
• 第4章 系統(tǒng)各模塊實(shí)現(xiàn)39-61
• 4.0 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及系統(tǒng)架構(gòu)說明39-40
• 4.1 開戶模塊40-42
• 4.2 附著模塊42-46
• 4.3 主進(jìn)程模塊46-49
• 4.4 數(shù)據(jù)接收模塊49-53
• 4.5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊53-56
• 4.6 終端模塊56-59
• 4.6.1 開機(jī)附著模塊56-57
• 4.6.2 功能選擇模塊57
• 4.6.3 語(yǔ)音業(yè)務(wù)模塊57-59
• 4.6.4 短信業(yè)務(wù)模塊59
• 4.7 本章總結(jié)59-61
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-66
• 5.1 終端附著結(jié)果61-62
• 5.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)結(jié)果打印62-63
• 5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)63-65
• 5.3.1 單獨(dú)業(yè)務(wù)延時(shí)63-64
• 5.3.2 不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)64
• 5.3.3 不同用戶優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果70

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