روش زمان‌بندي جديد بر اساس تركيب وزن‌دار شده توابع نمايي و لگاريتمي براي بهبود پارامترهاي كيفيت سرويس در شبكه‌هاي سلولي نسل چهارم

A New Hybrid Weighted Exponential-Logarithm (HWEL) Scheduler for Modification of QoS Parameters of 4G Cellular Networks

امروزه پخش زنده محتواي چندرسانه‌اي مانند ترافيك‌هاي ويدئو و VoIP ، در شبكه‌هاي سلولي به شكل فزاينده‌اي مرسوم شده است. شبكه LTE با هدف ارائه سرعت بالا، همراه با تأمين كيفيت‌ سرويس و در نهايت به دست آوردن رضايت بيشتر مشتريان به بازار معرفي شده است. مديريت منابع راديويي، راهكاري است كه براي رسيدن به اين اهداف در اين شبكه‌ها وجود دارد. براي دست يافتن به اين مهم، از زمان‌بندها به‌صورت آگاه از وضعيت كانال و آگاه از كيفيت‌سرويس براي تخصيص منابع به انواع ترافيك‌ها استفاده مي‌شود. يكي از اين زمان‌بندهاي مهم و كارا، روش زمان‌بندي تابع‌نمايي (EXP RULE) است كه با وجود كارايي خوب آن، ازنظر پارامترهايي همچون نرخ از دست رفتن بسته و تأخير نيازمند بهبود است تا به حد مطلوب برسد. در اين مقاله، با هدف بهبود نرخ از دست رفتن بسته و تأخير به‌طور خاص و به‌طوركلي بهبود ساير پارامترهاي كيفيت‌سرويس در شبكه‌هاي LTE، يك روش زمان‌بندي جديد معرفي شده است كه نام‌گذاري آن بر اساس عملكرد اين زمان‌بند به‌صورت تركيبي وزن‌دار شده از توابع نمايي و لگاريتمي (HWEL) است. در اين مقاله انجام شبيه‌سازي و مقايسه عملكرد روش زمان‌بندي تابع‌نمايي و روش پيشنهاد شده توسط نرم‌افزار LTE-Sim انجام‌شده است. براي ترافيك‌هاي پخش زنده ويدئو و VoIP مشاهده گشته است كه زمان‌بند پيشنهادي در اين تحقيق توانسته است پارامترهاي تأخير، نرخ از دست رفتن بسته، توان عملياتي و منصفانه بودن را در ترافيك ويدئو به ترتيب به ميزان 21 ،29.8، 7.8 و 1.1 درصد و همچنين پارامترهاي تأخير و توان عملياتي را در ترافيك VoIP به ترتيب به ميزان 23.5 و 0.7 درصد بهبود دهد.

In recent cellular networks, the real-time broadcast of multimedia contents such as VoIP and Video traffics is increasingly becoming common. In this regard, 4G/LTE networks have been introduced due to providing high speed data along with QoS assurance, more security, and ultimately customer satisfaction. To accomplish these goals, radio resources management is a critical requirement and then schedulers are used in order to allocate the resources as Channel-Aware/QoS-Aware for the various traffics. One of the most important and effective schedulers is known as EXP RULE method; however these networks requires to improve in some of QoS parameters such as Packet Loss Rate (PLR) and Delay values to achieve further real-time information. In this paper, a new scheduling called Hybrid Weighted Exponential-Logarithm (HWEL) scheduler has been proposed to improve the PLR and Delay especially and improve the other QoS parameters generally in 4G/LTE networks. By performing simulations and comparisons between EXP-Rule and HWEL methods using LTE-Sim package for VoIP and Video traffics, it is observed that the proposed scheduler is a very good candidate to improve delay, PLR, throughput and fairness in the video traffics up to 21%, 29.8%, 7.8% and 1.1% and improve delay and PLR in the VoIP traffics up to 23.5% and 0.7% respectively.