(灵碧曰：全局公平的自适应比例公平调度，是什么？实在弄不懂。文中公式图表太多，统统丢失。请阅读原文，这里仅作推广。)
{详见：GBT7714
李钊，贾文浩，白玉娇.全局公平的自适应比例公平调度[J].西安电子科技大学学报，2018，第45卷(1):6-11，22.
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李钊，贾文浩，and白玉娇.“全局公平的自适应比例公平调度.“西安电子科技大学学报第45卷.1(2018):6-11，22.
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李钊，贾文浩，白玉娇.(2018).全局公平的自适应比例公平调度.西安电子科技大学学报，第45卷，(1)，6-11，22.}
全局公平的自适应比例公平调度
李钊，贾文浩，白玉娇
(西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安)
摘要：?传统的比例公平调度通过牺牲系统的速率性能获得公平性，但该公平性具有“长期”的特点，无法保证进入系统时间较短或在系统中短暂停留的用户的公平性，具有实时业务的用户的时延需求也难以满足．针对以上问题，提出一种全局公平的自适应比例公平调度算法．基站根据全体用户的调度优先级的离散程度，动态调整比例公平算法中的遗忘因子，进而影响用户调度权重的更新．仿真结果表明，与传统的比例公平调度算法相比，自适应比例公平调度算法能够兼顾长期和短期公平性以及系统的和速率，并且能为用户业务保证良好的时延性能．
关键词：?用户调度;比例公平;自适应;时延
随着移动设备数量的急剧增长和多媒体业务的快速发展，人们对数据速率和服务质量的要求不断提高，选取适当的调度算法将有限的通信资源动态分配给用户、满足用户的通信需求并使资源得到高效的利用更显重要．常见的调度算法包括最大吞吐量(MaximumThroughput，MT)、轮询(RoundRobin，RR)和比例公平(ProportionalFair，PF)调度算法等．PF调度算法选择调度优先级(由瞬时信道质量与平均信道质量的比值决定)高的用户，兼顾系统吞吐量和用户间公平性，在实际中得到了广泛应用．PF调度算法能够获得长期的公平性，即在一段较长的观测区间内保证各个用户的调度概率接近．但是，当观测区间较短时，PF调度算法无法保证良好的(短期)公平性[1]．此外，由于无线通信系统的动态特征，对于那些进入系统时间较短或在系统中短暂停留的用户，PF调度算法无法保证其公平性．另一方面，实时性要求高的用户有更严格的时延需求，PF调度算法在追求长期公平性的同时，缺乏对用户业务时延的保证，可能会造成用户数据堆存和连接中断[2]．因此，对于无线通信系统，用户的短期公平性与长期公平性同等重要，并且在获得全局(长期和短期)公平性的同时，还应保证良好的系统吞吐量与时延特性．
为了实现上述目标，一系列改进的PF调度算法被提出．在改善公平性方面，文献[3]提出一种自适应PF调度算法，按照用户的调度优先级与预设控制系数的乘积进行用户选择，当用户的优先级与所有用户优先级的平均值的差值高于某一门限时，控制系数减去一常量，否则增加该常量，以此更好地保证非实时业务的公平性．文献[4]对PF调度算法的调度优先级计算公式进行改造，通过提高信道质量差的用户的优先级，降低信道质量好的用户的优先级，增加前者的调度机会，改善公平性．但计算优先级时引入了指数运算，导致了复杂度的增加．针对有时延要求的实时业务，文献[5]提出一种改进的最大加权时延优先(ModifiedLargestWeightedDelayFirst，M-LWDF)调度算法，通过在PF调度算法的优先级计算公式中加入对队列分组等待时延的考虑，使优先级随时延线性增长，但忽略了实时业务的时延约束，导致用户数据包容易因超时而被丢弃．文献[6]设计一种延迟优先调度(Delay-PrioritizedScheduling，DPS)算法，该算法在每个调度时刻计算用户等待时间与其时延容限的差值，选择差值最小的用户进行通信，能够较好地满足用户的时延需求，但在计算优先级时只考虑了用户的时延状况，忽视了信道质量的影响，导致系统的吞吐量降低．上述工作虽然在改善PF调度算法的公平性[3-4]和业务时延[5-6]方面分别进行了研究，但缺少对系统的长期和短期公平性，以及用户时延的综合考虑．此外，文献[3-6]需要系统针对每个用户单独维护控制参数(常量、门限等)，复杂度高且开销较大，实际中控制参数的合理取值也存在困难．
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