一種在IEEE 802.16的上傳頻道裡利用頻道狀態預測方法改良的公平排隊演算法

An Improved Fair Queueing Algorithm with Channel State Prediction For IEEE 802.16 Uplink Channels

黃偉倫(Wei-Lun Huang)

指導教授 ： 李端興

國立清華大學/電機資訊學院/資訊工程學系/碩士(2007年)

摘要

對於公平排隊演算法(Fair queueing algorithms)，已經有許多補償機制(Compensation mechanism)被提出來了。這些補償機制的作法是，對由於遭受到不良的頻道狀況而無法傳送資料的行動通訊設備(Mobile stations)而言，在他們的頻道狀況恢復正常後會補償給他們多傳資料的機會。然而，在頻道狀況恢復後才進行補償的行動可能會導致沒必要且多餘的等待時間在等待頻道恢復或是連線重建上。在這篇論文中，我們將會提出一個新的補償機制，這個補償機制引用了一種頻道狀況預測(Channel prediction)的方法。頻道狀況主要是受到位置相依錯誤(Location-dependent errors)的影響。因此，頻道狀況的預測可以簡單地藉由預測行動使用者(Mobile users)將來可能出現的位置來完成。找出位置與頻道狀況之間的關聯，我們便能夠根據預測出來的位置推得出未來的頻道狀況，我們可以在這些行動通訊設備在遭遇到位置相依錯誤或是不良頻道狀況前就預先補償他們，讓他們在受到錯誤干擾前能多傳點資料或是直接傳完資料結束通訊，如此便能大大減少因等待頻道恢復而浪費掉的等待時間。根據模擬的結果，我們證實了我們提出來的使用頻道預測法的補償機制，在封包遺失率(Packet loss probability)與平均通訊延遲時間(Mean delay)上，獲得了較佳的成效。

關鍵字

位置預測 ； 補償機制 ； 公平排隊演算法 ； 802.16

並列摘要

There have been several compensation mechanisms proposed for fair queueing algorithms. Mobile stations which are unable to transmit due to bad channel condition will get compensated after their channel conditions are recovered. However, compensation after channels are recovered could possibly cause unnecessary extra waiting time on channel recovery or reconnection. In this paper, we will propose a
new compensation model with channel prediction. Channel conditions are mainly affected by location-dependent errors. Therefore, prediction for channel condition can be done by simply predicting users’ locations. Based on location prediction, we compensate users before they suffer from location-dependent errors and poor channel conditions. Through simulations we show that our compensation method with location prediction provides better performance in packet loss probability and mean delay.

並列關鍵字

location prediction ； compensation ； fair queueing ； 802.16

參考文獻

[1] V. Bharghavan, S. Lu, and T. Nandagopal, ”Fair queueing in wireless networks:issues and approaches,”IEEE Pers. Commun., vol. 6, no. 1, pp. 44-53, Feb 1999.

[2] S. Lu, V. Bharghavan, and R. Srikant, ”Fair scheduling in wireless packet networks,” ACM SIGCOMM, August 1997.

[3] T. S. Ng, I. Stoica, and H. Zhang, ”Packet fair queueing algorithms for wireless networks with location-dependent errors,” IEEE INFOCOM, March 1998.

[4] P. Ramanathan, and P. Agrawal, ”Adapting packet fair queueing algorithms to wireless networks,” ACM MOBICOM, October 1998.

[5] C. Eklund, R. B. Marks, K. L. Stanwood, and S. Wang, ”IEEE Standard 802.16: A technical overview of the wirelessMAN. air interface for broadband wireless access,”