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 號外，號外！打土豪分良田啦~戲談LTE調(diào)度算法
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發(fā)表于 2015-03-27 09:27:14  只看樓主 


從小就喜歡聽老人們講村里的故事，從他們的口中我明白了過去歲月里的許多事情，其中就包括以前村里地主和農(nóng)民還有土地分配制度。地主，在人類的歷史長河里，一直都是富裕者和強(qiáng)勢者�？稍谥袊陀心敲匆欢蝿倓傔^去的歷史，地主們在這段時光里成了真正的社會底層。不，嚴(yán)格地講他們已經(jīng)不再是地主，或者說他們曾經(jīng)是地主。他們的土地早就被全部剝奪，社會地位也被新的統(tǒng)治者踩在了腳下。我們試著了解一番他們的土地被剝奪之后的分配制度，跟我們的LTE調(diào)度算法有什么相似之處嗎？



甲村有著比較明顯的地域特點(diǎn)，村東基本都是富戶地主，地主主掌著全村80%以上的財(cái)富，村東有一“公”姓人家，其老爺爺曾是家道殷實(shí)的地主，不僅擁有百畝良田，而且家中開有專門榨油的油坊，過著富饒的生活。而甲村西則是另一番荒涼落魄的景象，每家的田地占有率還不夠每家每戶每年的口糧，村西東每天倒掉的剩菜剩飯都比村西人的伙食好上百倍，或甚至連村東的牲口吃的都比村西人吃的好，常年時有餓死人的慘況出現(xiàn)。


乙村人看甲村人的情況如此不公平，便集結(jié)全村人抵制打壓地主，從地主手里搶回土地，采取了絕對公平的農(nóng)耕地分配原則，全村人各家各戶不論人多人少統(tǒng)統(tǒng)分配三畝地，結(jié)果乙村人家雖然沒有像甲村那樣出現(xiàn)明顯的兩極分化，沒有餓死現(xiàn)象發(fā)生，但是也沒有富足的人家，有些人家家里人多也會因?yàn)楦靥俣霈F(xiàn)口糧吃緊的狀況，然而有些人家因?yàn)槿耸植粔驅(qū)е滤峙涞母夭⒉荒芎芎玫乩枚膹U。



鄰村丙村吸取了甲乙兩村的教訓(xùn)，地主的土地被劃分了一部分出來給窮苦人家，但是還是優(yōu)先地主家選擇土地所有權(quán)，給窮苦人家相對應(yīng)的土地補(bǔ)貼，家里人少的家庭則不再分配太多的耕地以免資源浪費(fèi)，保證家里人少的人家有田耕有飯吃。丙村地主雖然沒有甲村的地主富足，但是也沒有出現(xiàn)乙村耕地荒廢的資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，窮苦人家也逐漸能過上小康生活，而且不會出現(xiàn)同村人餓死的現(xiàn)象。


LTE中基站為扇區(qū)內(nèi)的用戶提供服務(wù)也有不同的算法，最大載干比算法采用的就是甲村的做法，大部分資源由少部分“地主”占有；輪詢算法采用的就是乙村的做法，所有資源大家公平分配；正比公平算法采用的就是丙村的做法，優(yōu)先部分人員，照顧大部分人的相對公平的資源分配方案。下面我們來看下具體基站在資源調(diào)度時是如何做的吧。


輪詢算法（Round Robin）
輪詢調(diào)度算法就是基站輪流地為扇區(qū)內(nèi)的用戶提供服務(wù)。輪詢調(diào)度算法循環(huán)地調(diào)度系統(tǒng)中的所有用戶，即從調(diào)度概率上講，每個用戶占用服務(wù)資源的概率相同。其主要思想是：以犧牲吞吐量為代價，公平地為系統(tǒng)內(nèi)的每個用戶提供資源。從占用資源的角度來講，輪詢調(diào)度算法是最公平的，不僅可以保證用戶的短期公平性，也可以保證用戶的長期公平性。由于每次調(diào)度都不考慮以前被調(diào)度的情況，所以輪詢調(diào)度算法是無記憶的。輪詢調(diào)度算法有著很大的缺陷，由于沒有考慮用戶信道狀況的不同，其傳輸?shù)目煽啃圆桓�，會�?dǎo)致系統(tǒng)的吞吐量較低，頻譜效率不高。輪詢調(diào)度算法是公平性的上界以及吞吐量的下界。


最大載干比調(diào)度算法（Max TP）
最大載干比調(diào)度算法在選擇被調(diào)度用戶時，只選擇載干比最大的用戶，即讓信道狀況最好的用戶占用資源傳輸數(shù)據(jù)，因而能夠適應(yīng)無線信道的時變特性，充分利用多用戶分集的效果。當(dāng)該用戶信道條件變差之后，eNode B重新選擇其他信道條件最好的用戶，eNode B始終為當(dāng)前時刻信道條件最好的用戶服務(wù)。
最大載干比調(diào)度算法的優(yōu)先級計(jì)算公式為：

（1）


最大載干比調(diào)度算法獲取的吞吐量是系統(tǒng)吞吐量的極限值，但完全沒有考慮用戶間的公平性要求，只照顧了離eNode B近、信道條件好的用戶，而離eNode B較遠(yuǎn)、信道條件差的用戶得到服務(wù)的機(jī)會將很少，甚至?xí)霈F(xiàn)所謂的“餓死”現(xiàn)象。從占用資源角度來講，最大載干比調(diào)度算法是最不公平的。最大載干比算法是吞吐量的上界以及公平性的下界。


正比公平算法（PF，Proportional Fair）
正比公平調(diào)度算法的優(yōu)先級計(jì)算公式為：

（2）


上式中rj(t)為當(dāng)前時刻用戶j的瞬時速率，由用戶j的信道狀態(tài)信息決定；Rj(t)為用戶j在時間窗Tc內(nèi)的平均速率。用戶j的平均傳輸速率的更新公式為：

（3）


Tc表示時間滑窗的大小。時間窗的大小反映了用戶對得不到數(shù)據(jù)傳輸機(jī)會的忍受能力，較大的Tc表示用戶能等待較長的時間直到其信道質(zhì)量變好，這有利于提升系統(tǒng)的吞吐量，但有可能帶來附加時延。
當(dāng)采用比例公平算法時，隨著信道條件好的用戶所獲傳輸機(jī)會的增多，其平均傳輸速率提高，根據(jù)式（2）、（3）可知其優(yōu)先級降低，這就使得原來信道條件不好、優(yōu)先級低的用戶獲得傳輸機(jī)會，從而保證了用戶間的公平性。同時比例公平算法利用了多變的信道狀況，達(dá)到了維持較高吞吐量的效果。

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    發(fā)表于 2015-03-27 10:13:11  QQ
    描述有趣，分析專業(yè)

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    發(fā)表于 2015-03-27 10:42:25 
    很有意思的討論……

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    發(fā)表于 2015-03-30 12:06:33  只看樓主 
    謝謝夸獎呢！

    QUOTE:
    原帖由 nt_ivan 于 2015-3-27 10:42:25 發(fā)表
    很有意思的討論……

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    發(fā)表于 2015-04-02 10:06:48 
    還可以，這三種調(diào)度算法TDS也是這樣用的，LTE也一樣的嗎

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    發(fā)表于 2015-04-02 17:51:55  只看樓主 
    LTE目前采用正比公平算法合理點(diǎn)。

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    發(fā)表于 2015-04-02 19:59:46 
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