4. Bố cục luận văn
4.1.4. Lập lịch công bằng theo tỷ lệ
Bộ lập lịch PF [26] nhằm mục đích cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa thông lượng và công bằng. Nó dựa trên giả định rằng gNodeB nhận phản hồi CQI từ người dùng. Các UE với giá trị công bằng tỷ lệ cao nhất có ưu tiên phân bổ tài nguyên kênh. Bộ lập lịch PF hoạt động tốt khi chất lượng kênh ổn định. Phương trình ưu tiên cho UE k trong hàng đợi được cho bởi
= arg ( )
( ) (2)
Trong đó, ( ) là tốc độ dữ liệu hiện tại và ( ) là tốc độ dữ liệu trung bình trong quá khứ.
( ) =
1 ( 1) + ( ), is scheduled
1 ( 1), is not scheduled (3)
Trong đó, là Chu kỳ truyền dữ liệu không đổi.
Tuy nhiên, trong môi trường công nghiệp nhiều phân tán, chất lượng kênh truyền thông mmWave biến động mạnh. Nếu một UE chuyển từ vị trí tầm nhìn LOS sang vị trí NLOS, tốc độ dữ liệu hiện tại ( ) giảm xuống. Tỷ lệ trung bình ( ) giảm xuống bởi 1 , là một mức giảm rất nhỏ so với sự giảm của ( ) . Do đó, mức độ ưu tiên của UE giảm liên tục. Trong khi đó, chất lượng kênh của NLOS UE này là tệ hơn. Nó chỉ có thể truyền qua sơ đồ điều chế thấp hơn. Những tác động tiêu cực này gây ra độ trễ và thông lượng kém hiệu suất của NLOS UE này. Bộ lập lịch này không hiệu quả chất lượng kênh dao động nhanh chóng.
Để khắc phục những hạn chế của bộ lập lịch PF, một số nghiên cứu đã dẫn đến việc sửa đổi lịch trình PF. Phương trình ưu tiên đã sửa đổi của người dùng k
được khái quát thành:
= arg ( )
( ) (4)
trong đó α và β đại diện cho trọng số theo cấp số nhân của dòng điện và tốc độ dữ liệu trung bình trong phương trình ưu tiên. Cụ thể, phương trình về PF khi α = β = 1.
Trong một số nghiên cứu đã thực hiện, H. Kim và cộng sự [27] đặt một số mũ cố định α liên quan đến thông lượng hiện tại, làm tăng thông lượng hình thức cũng như đảm bảo hiệu suất trong một phạm vi.
Dựa trên thước đo công bằng tỷ lệ; S.-B. Lee và cộng sự [28] đã cố gắng thay đổi chỉ số trình tự để sử dụng kênh tốt hơn.
Cách tiếp cận được đề xuất bởi N. Bechir và cộng sự [29] lập lịch trình tài nguyên kênh cho các UE chưa được phân phối trước đó để duy trì sự công bằng. Tuy nhiên, những số mũ được sửa đổi này thành nâng cao hiệu suất công bằng là tĩnh. Họ không thể điều chỉnh các chiến lược tương ứng với các điều kiện giao tiếp.
G. Aniba and S. Aissa và cộng sự [30] đã giới thiệu một tham số động để cập nhật số mũ α, phụ thuộc vào các giá trị thông lượng rời rạc. Giá trị được thay đổi ở quy mô thời gian lớn hơn để tránh nhanh chóng biến động.
Yang và cộng sự [31] đề xuất một phương pháp để thay đổi lũy thừa β thành một giá trị lớn hơn để cung cấp sự công bằng tốt hơn sao cho β được suy ra từ tính công bằng trung bình trong quá khứ và thông lượng. Họ cũng đề xuất một số kế hoạch để cải thiện hiệu suất của UE bên cạnh.
N. Xu và cộng sự [32] cung cấp một cách tiếp cận để đặt số mũ β nhỏ hơn 1 khi UE ở điều kiện nằm rìa của cell. Nó cải thiện mức độ ưu tiên của các UE bên cạnh.Tuy nhiên, những cách tiếp cận này để cập nhật số mũ α và β được lấy từ các tham số trung bình trong quá khứ, không thể phù hợp với các biến thể kênh nhanh chóng.
Yamaguchi và Takeuchi [33] sửa đổi phương pháp thành tính toán tốc độ dữ liệu trung bình ( ). Một số mũ tĩnh (1-α) được thêm vào (4) để truyền dữ liệu tốc độ cao. Họ kết luận rằng khi α lớn hơn 0, thông thường sẽ nhỏ hơn 1, giá trị của thông lượng trung bình thu hẹp so với Bộ lập lịch PF. Mức độ ưu tiên phụ thuộc nhiều hơn vào dữ liệu hiện tại tỷ lệ. Bộ lập lịch phân bổ nhiều tài nguyên kênh hơn cho thiết bị đầu cuối gần gNodeB. Nếu tham số α là âm, các thiết bị đầu cuối xa eNodeB được ưu tiên hơn. Phương pháp nàycung cấp sự linh hoạt hơn cho việc điều chỉnh mức độ ưu tiên của các UE. Tuy nhiên, công trình này chỉ nghiên cứu tác động của tĩnh thông số.
Trong nghiên cứu gần đây, Jiteng Ma và cộng sự đã hiêụ chỉnh tốc độ trung bình trong biểu thức của lập lịch PF để tương thích với môi trường thay đổi nhanh của mạng di động 5G. Khi đó, tốc độ trung bình trong lập lịch PF được tính theo công thức sau:
( ) =
1 ( 1) + ( ) ( ), is scheduled
Trong đó, số mũ γ (t) có liên quan đến chất lượng của kênh truyền
( ) = ( )+ (6)
trong đó δ (t) là chỉ số điều chế và mã hóa - Modulation And Coding Scheme (MCS). Giá trị của chỉ số MCS biến thiên trong khoảng 1~28, phù hợp với động giá trị chất lượng kênh được hỗ trợ trong mô-đun ns-3 mmWave.
Tuy nhiên, γ (t) có thể được khái quát hóa dựa trên các chỉ số MCS được hỗ trợ bởi một hệ thống. Giới thiệu tác dụng của kênh các biến thể dẫn đến thông lượng trên mỗi UE không đồng đều. Giá trị γ (t) là để giảm thiểu thời gian trễ trong Người lập kế hoạch. Phạm vi của số mũ γ (t) được giới hạn trong khoảng 0,5~1,5. Sự biến thiên của γ (t) thay đổi giá trị thông lượng trung bình cho các UE trong điều kiện kênh khác nhau trên một quy mô hợp lý. Nó cho phép điều chỉnh mức giá trị thông lượng trung bình sau các biến thể kênh động.
Về mặt lý thuyết, bộ lập lịch mới này có hiệu quả cao hơn khả năng phân bổ nguồn lực theo kiểu chờ thời gian để tương tác (Time To Interactive). Tuy nhiên, khoảng thời gian để xác định tốc độ trung bình không được đề cập đến trong bài báo này. Do đó, luận văn tập trung tối ưu khoảng thời gian này cho môi trường biến động nhanh của mạng 5G.