• 제목/요약/키워드: Proportional fairness

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A New Starting Potential Fair Queuing Algorithm with O(1) Virtual Time Computation Complexity

  • Kwak, Dong-Yong;Ko, Nam-Seok;Kim, Bong-Tae;Park, Hong-Shik
    • ETRI Journal
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    • 제25권6호
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    • pp.475-488
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    • 2003
  • In this paper, we propose an efficient and simple fair queuing algorithm, called new starting potential fair queuing (NSPFQ), which has O(1) complexity for virtual time computation and also has good delay and fairness properties. NSPFQ introduces a simpler virtual time recalibration method as it follows a rate-proportional property. The NSPFQ algorithm recalibrates the system virtual time to the minimum virtual start time among all possible virtual start times for head-of-line packets in backlogged sessions. Through analysis and simulation, we show that the proposed algorithm has good delay and fairness properties. We also propose a hardware implementation framework for the scheduling algorithm.

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On the Fairness of the Multiuser Eigenmode Transmission System

  • Xu, Jinghua;Zhou, Ming
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제5권6호
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    • pp.1101-1112
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    • 2011
  • The Multiuser Eigenmode Transmission (MET) has generated significant interests in literature due to its optimal performance in linear precoding systems. The MET can simultaneously transmit several spatial multiplexing eigenmodes to multiple users which significantly enhance the system performance. The maximum number of users that can be served simultaneously is limited due to the constraints on the number antennas, and thus an appropriate user selection is critical to the MET system. Various algorithms have been developed in previous works such as the enumerative search algorithm. However, the high complexities of these algorithms impede their applications in practice. In this paper, motivated by the necessity of an efficient and effective user selection algorithm, a low complexity recursive user selection algorithm is proposed for the MET system. In addition, the fairness of the MET system is improved by using the combination of the proposed user selection algorithm and the adaptive Proportional Fair Scheduling (PFS) algorithm. Extensive simulations are implemented to verify the efficiency and effectiveness of the proposed algorithm.

중첩 코딩 다중화를 이용한 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 방법 (Multi-user Diversity Scheduling Methods Using Superposition Coding Multiplexing)

  • 이민;오성근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권4A호
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    • pp.332-340
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    • 2010
  • 이 논문에서는 중첩 코딩 다중화를 이용하여 다중 사용자 신호를 동시에 전송하는 다중 사용자 다이버시티 스케줄링 방법들을 다룬다. 이 방법들은 다중 사용자 신호들을 동시에 전송함에 따른 제1순위 및 제1 순위 이후 사용자 우선 순위 선정 전략과 사용자 별 전력할당 전략을 결합하는 방식에 따라 다양한 스케줄링 방법들이 가능하도록 한다. 제1 순위 사용자 선정 전략으로는 1) 채널상태 우수 사용자 순서, 2) PFS(proportional fair scheduling) 사용자 순서, 3) 평균 제공 전송률 낮은 사용자 순서를 따르는 3가지 전략들을 고려한다. 제1 순위 이후 사용자순서도 제1 순위 사용자와 동일한 전략을 고려한다. 그러나 다수의 사용자들이 선정되어야 하는 경우, 한번의 PFS 순서를 따르도록 하거나 매 추가 사용자마다 잔여전력과 사용자간 간섭을 고려하여 PFS 기준에 따라 하나의 사용자를 단계적으로 선정하도록 할 수 있다. 전력할당 전략으로는 우선적으로 사용자 별 최대 허용 전송률을 제공하는 전력을 할당하거나 사용자 별 최소 전송률을 제공하는 전력을 할당하고, 잔여전력을 각 사용자에게 재할당하는 두 가지 전략들을 고려한다. 스케줄링 목적으로는 전송률 합 최대화, 형평성 극대화, PFS 방법에 준하는 형평성 유지 및 전송률 합 최대화의 3가지를 고려한다. 또한 각각의 목적을 위하여 max CIR (carrier-to-interference power ratio), max-min fair, PF 스케줄링 방법들([1]과 해당 참고문헌들 참조)을 각각의 목적별 비교 기준으로 정하고, 전송률 합 또는 형평성 측면에서 기준 방법에 준하거나 우수하면서 나머지 척도인 형평성이나 전송률 합이 우수한 방법들을 후보 스케줄링 방법들로 선정한다. 모의실험을 통하여 다양한 스케줄링 방법의 사용자 수에 따른 전송률 합과 JFI(Jain's fairness index)에 따른 형평성을 분석한다.

초고속-장거리 네트워크에서 혼잡 제어 방안 (Congestion Control Scheme for Wide Area and High-Speed Networks)

  • 양은호;함성일;조성호;김종권
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제12C권4호
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    • pp.571-580
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    • 2005
  • 초고속-장거리 네트워크(fast long-distance network)에서 TCP의 혼잡 제어(congestion control) 알고리즘은 대역폭을 효과적 사용하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 수정한 여러 윈도우 기반 혼잡 제어 프로토콜(window-based protocol)이 제안되었다 이러한 프로토콜들은 주로 확장성(scalability), TCP-친밀성(TCP-friendliness), 그리고 RTT-공평성(RTT-fairness) 등의 세 가지의 요구사항을 고려하고 있다. 하지만 기존에 제안된 프로토콜은 위 세 가지 특성의 균형관계(trade-off)로 인하여 이들 세 특성을 동시에 만족시키지 못한다. 본 논문에서는 EIMD (Exponential Increase/ Multiplicative Decrease)라고 하는 윈도우 기반 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 제안한다. EIMD는 위의 세 가지 특성을 동시에 제공함은 물론이고, 초고속-장거리 네트워크에서 중요하게 고려해야 할 빠른 공정배분 수렴성(fair share convergence)도 제공한다. EM는 패킷 손실(packet loss)이 없는 한, 지수적으로 윈도우를 증가시켜 큰 대역폭을 효과적으로 사용하면서도, 혼잡제어 알고리즘의 반응 함수(response function)에 RTT를 반영하여 RTT-공평성와 TCP-친밀성을 제공한다. 또한 패킷 손실이 생기기 직전의 혼잡 윈도우 크기에 반비례하게 윈도우를 증가시킴으로써 공정배분(fair share) 값에 빠르게 수렴할 수 있다. 모의실험을 통해 제안된 프로토콜이 초고속-장거리 네트워크에서 위 4가지 특성들을 모두 만족하는지 검증하였다.

DQDB 망에서 공정성 개선에 관한 연구 (A study on the Improvement of Fairness of DQDB Network)

  • 박종재;조영창;강상욱
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2001년도 춘계학술대회논문집:21세기 신지식정보의 창출
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    • pp.237-246
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    • 2001
  • 본 논문에서는 DQDB 시스템에서 불공정한 문제를 개선하고 대역의 낭비를 제거하기 위한 해결방안을 제안한다. 이 방법은 기존 프로토콜의 약간의 수정만으로, 불공정성 문제를 해결할 때 발생하는 대역의 낭비론 없앨 수 있다. DQDB 시스템에서는 각 노드가 메세지를 보낼 때의 공정성에 여러 문제가 있으며 이를 해결하기 위하여 대역폭 균형 기법과 비례할당 기법이 소개된 바 있다. 그러나 이 기법들에서는 공정성 문제는 크게 개선되었으나 대역의 낭비라는 문제가 새로 발생한다. 따라서 본 논문에서는 공정성 문제를 개선하면서 대역의 낭비문제를 제거할 수 있는 새로운 기법을 제안한다. 제안하는 기법에 대하여 수학적으로 해석하고 이의 검증을 위하여 모의실험을 수행하였다. 그 결과에서는 다른 기법들에 비해 공정한 정도가 더욱 뚜렷하며 과부하시에도 대역의 낭비가 거의 없는 것을 확인 할 수 있다.

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인지 무선 네트워크를 위한 채널 스케줄링기법 (Channel Scheduling for Cognitive Radio Networks)

  • 이주현;박형근
    • 전기학회논문지
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    • 제61권4호
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    • pp.629-631
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    • 2012
  • In Cognitive Radio network, spectrum selection scheme is one of a important part to manage idle spectrums efficiently. However, in CR networks, they have to adopt time-varying channel availability to minimize the interference to primary users (PU), and be able to manage spectrum resources efficiently. In this paper, we proposed a modified PF scheduler which can be appropriate to schedule downlink CR users and channels, by considering the fairness and the throughput as well as the primary user characteristics of each channel.

무선 협력 네트워크를 위한 비례공정 중계 기법 (Proportional-fair relaying for a wireless cooperative network)

  • 김진수;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.121-122
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    • 2011
  • 본 논문에서는 무선 협력 네트워크(wireless cooperative network)의 전송 신뢰성과 공정성 향상을 위한 비례공정 중계(proportional-fair relaying) 기법을 제안한다. 다중 단말과 단일 기지국이 있는 다원 접속(multiple access) 환경에서 저속 페이딩(slow fading)에 의한 성능 열화를 저감하면서 단말간 자원 사용 공정성 보장하기 위해 비례공정 전송 기법과 중계 기법 결합한다. 이를 통해 기존 기회적(opportunistic) 전송 기법의 비대칭 채널(asymmetric channel)에서의 자원 사용 불공정성을 해결하면서 깊은 페이딩(deep fading)에 의한 데이터 무선 전송 손실을 최소화 한다. 컴퓨터 모의실험 결과를 통해 제안된 기법이 공정성 제한(fairness constraint)이 있는 다원 접속 환경에서 불능 확률(outage probability) 성능을 제고함을 보인다.

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Channel-Based Scheduling Policy for QoS Guarantees in Wireless Links

  • 김정근;홍인기
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.11-20
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    • 2004
  • Proportional Fair (PF) share policy has been adopted as a downlink scheduling scheme in CDMA2000 l×EV-DO standard. Although It offers optimal performance in aggregate throughput conditioned on equal time share among users, it cannot provide a bandwidth guarantee and a strict delay bound. which is essential requirements of real-time (RT) applications. In this study, we propose a new scheduling policy that provides quality-of-service (QoS) guarantees to a variety of traffic types demanding diverse service requirements. In our policy data traffic is categorized Into three classes, depending on sensitivity of Its performance to delay or throughput. And the primary components of our policy, namely, Proportional Fair (PF), Weighted Fair Queuing (WFQ), and delay-based prioritized scheme are intelligently combined to satisfy QoS requirements of each traffic type. In our policy all the traffic categories run on the PF policy as a basis. However the level of emphasis on each of those ingredient policies is changed in an adaptive manner by taking into account the channel conditions and QoS requirements. Such flexibility of our proposed policy leads to offering QoS guarantees effectively and. at the same time, maximizing the throughput. Simulations are used to verify the performance of the proposed scheduling policy. Experimental results show that our proposal can provide guaranteed throughput and maximum delay bound more efficiently compared to other policies.

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멀티코어 이기종메모리 환경에서의 유전 알고리즘 기반 실시간 전력 절감 스케줄링 (Real-Time Power-Saving Scheduling Based on Genetic Algorithms in Multi-core Hybrid Memory Environments)

  • 류수현;조예원;조경운;반효경
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.135-140
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    • 2020
  • 최근 사물인터넷, 지능형 시스템 등의 활성화로 실시간 임베디드 시스템의 전력 절감 기술이 중요해지고 있다. 본 논문은 멀티코어 이기종메모리 환경에서 실시간 시스템의 전력 소모량을 절감하는 P-GA (parallel genetic algorithm) 스케줄링 알고리즘을 제안한다. P-GA는 멀티코어를 위한 PF (proportional fairness) 알고리즘에 기반한 프로세서의 전압 및 주파수 동적 조절 기법에 차세대 비휘발성메모리 기술을 결합하여 시스템의 전력 소모를 더욱 줄인다. 특히, 유전 알고리즘을 사용하여 태스크별 수행 프로세서의 전압 및 주파수 모드와 메모리의 종류를 최적화하여 태스크 집합의 전력 소모량을 최소화한다. 시뮬레이션 실험을 통해 P-GA가 기존 방식 대비 최대 2.85배의 전력 소모량을 감소할 수 있음을 보인다.