胡俊超

摘 要：在衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)流量呈現(xiàn)出自相似特性，本文針對此提出了一種加入反饋后的隊(duì)列管理算法，該算法將調(diào)度模塊的信息反饋到隊(duì)列管理模塊，隊(duì)列管理模塊根據(jù)這些信息對到達(dá)的分組進(jìn)行兩級丟棄，只有符合要求的分組才能進(jìn)入幀生成緩存；經(jīng)過MATLAB仿真，證明該算法能有效地保護(hù)重要性高的數(shù)據(jù)，同時也降低了丟幀率和信道時延。

關(guān)鍵詞：自相似 主動隊(duì)列管理 擁塞控制 虛擬信道調(diào)度

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0143-02

1 高級在軌系統(tǒng)多路復(fù)用示意圖

高級在軌系統(tǒng)是一種層次化和模塊化的系統(tǒng)，它通過包信道復(fù)用和虛擬信道復(fù)用可以傳輸星上多種信源的數(shù)據(jù)[1]，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用。AOS系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

AOS系統(tǒng)采用多路復(fù)用技術(shù)，所以硬件資源利用率比較高。但由于RED算法是基于單信道發(fā)展而來的[2]，不能很好地應(yīng)用到多路復(fù)用系統(tǒng)中，因此本文提出一種AOS多路復(fù)用模型下的主動隊(duì)列管理算法，以提高AOS多路復(fù)用系統(tǒng)的性能指標(biāo)。

2 在調(diào)度模塊反饋下的隊(duì)列管理算法

本文提出了一種新的主動隊(duì)列管理算法，以減少多路復(fù)用技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象發(fā)生的幾率。為了使隊(duì)列管理模塊對數(shù)據(jù)包的丟棄更加具有針對性，本文將隊(duì)列管理模塊和虛擬信道調(diào)度模塊結(jié)合起來，第一級丟棄概率依據(jù)系統(tǒng)緩存利用情況，初步?jīng)Q定是否丟棄分組；第二級丟棄概率則依據(jù)每個虛擬信道被服務(wù)的頻次來決定是否丟棄分組；將兩者結(jié)合起來，既可以保證硬件資源較高的利用率，又可以保護(hù)重要性數(shù)據(jù)的高效傳輸。

其中，第一級丟棄概率按照以下原則確定：當(dāng)信源持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的時間越長，那么占用的緩存也就越多；將信源的到達(dá)看作一個泊松過程，當(dāng)信源發(fā)送數(shù)據(jù)的持續(xù)時間超過一定閾值后就應(yīng)該以一定的概率對數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄，時間越長則丟棄概率越大。

第二級丟棄概率依賴于調(diào)度模塊所采用的調(diào)度算法。通過定義虛擬信道緊迫度和數(shù)據(jù)幀緊迫度，實(shí)時地將調(diào)度模塊緩存利用率實(shí)時變化情況反饋給隊(duì)列管理模塊；并且采用了加權(quán)系數(shù)，來調(diào)節(jié)虛擬信道緊迫度和幀緊迫度的權(quán)重，以適應(yīng)各種不同的星上信源類型。

3 仿真結(jié)果及分析

本文采用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)仿真。結(jié)果如圖2、圖3所示。

由圖2可知，在QMABFS算法下，對于優(yōu)先級最高的VC1和VC2來說，其丟幀率[3]都為0，說明新算法確實(shí)能保護(hù)重要的數(shù)據(jù)；而另外幾個虛擬信道，例如VC7和VC8，QMABFS算法對應(yīng)的丟幀率平均數(shù)為0.0098和0.0061，ARED算法對應(yīng)的丟幀率則為0.0176和0.0182，分別降低了44.32%和66.48%。新算法的丟幀率指標(biāo)優(yōu)于ARED算法。

由圖3可知，在虛擬信道VC4上QMABFS算法的平均時延為0.85×10-5s，ARED算法的平均時延為2.0×10-5s，新算法時延降低了約52%，在VC6上則降低了0.0714s，降幅約為52%，但在VC1和VC7上，降幅比較小，分別為0.0093×10-3s和0.0014s，平均降幅只有約5%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新算法在多數(shù)信道上的時延性能有顯著提高。

4 結(jié)語

本文提出了一種適用于自相似業(yè)務(wù)流的隊(duì)列管理算法。在隊(duì)列管理模塊根據(jù)加入的虛擬信道調(diào)度模塊的反饋信息，對分組進(jìn)行更細(xì)致的丟棄，提高系統(tǒng)的性能，并用MATLAB進(jìn)行仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法有效地保護(hù)了重要數(shù)據(jù)的傳輸，同時降低了信道的丟幀率和傳輸時延。

參考文獻(xiàn)

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