基于De-Jitter Buffer算法的无线网络业务调度matlab仿真,对比RR调度算法

1.程序功能描述

      去抖动缓冲器(动态缓冲技术) 通常在用户终端的流式播放器处采用，以最小化分组延迟对用户体验的降级。然而，由于无线电信道的波动，在无线分组网络中，为流用户提供服务质量（QoS）仍然是一项具有挑战性的任务。在这个项目中，我们将提出一种去抖动缓冲区感知调度器，该调度器考虑用户终端的去抖动缓冲状态，以减少服务中断。将进行仿真以验证所提出算法的性能。

2.测试软件版本以及运行结果展示

MATLAB2022a版本运行

        随着网络负载的增加和流量模式的复杂化，De-Jitter Buffer算法在降低网络延迟和提高吞吐量方面表现出明显优势。与RR调度算法相比，De-Jitter Buffer算法在网络拥塞情况下能够更有效地利用网络资源，减少数据包在缓冲区中的等待时间，从而降低网络延迟。此外，De-Jitter Buffer算法能够根据网络状态动态调整发送速率，更好地适应突发流量和网络变化。因此，在无线网络业务调度中，De-Jitter Buffer算法具有更高的灵活性和适应性。

3.核心程序

    %开始调度   

    for order1 = 1:Nums
        for order2 = Nums:-1:2
            if Factor(2,order2) > Factor(2,order2 - 1)
ss_tem              = Factor(:,order2);
                Factor(:,order2)    = Factor(:,order2 - 1);
                Factor(:,order2 -1) = ss_tem;             
            end
        end
    end   
Alloc          = Factor(1,:);
STraffic(:,2)  = (1-1/tc)*STraffic(:,2); 
    for j = 1:Nums
        for i = 1:Nums
            if Alloc(i) == j
STraffic(j,2)  = (1-1/tc)*STraffic(j,2)+STraffic(j,9).*STraffic(j,1)/tc; 
            end
        end
    end    
all_packet_bit       = all_packet_bit+sum(STraffic(:,9).*STraffic(:,12));    
STraffic(User_On,10) = STraffic(User_On,10)-1;              
    %超时判断
Rer             = find(STraffic(:,6)>0);                
STraffic(Rer,7) = STraffic(Rer,7)+1;                
Rer_ind         = find(STraffic(Rer,7)>=STraffic(Rer,14));           
    if Rer_ind ~= 0
Rer_cub       = Rer(Rer_ind); 
packet_updata = packet_updata+size(Rer_cub,1);                  
       for j5=1:size(Rer_cub,1)
           switch STraffic(j5,14)
           case Stimes2
VIOP_packet_all         = VIOP_packet_all+1;   
VIOP_delay(Stimes2+100) = VIOP_delay(Stimes2+100)+1;
VIOP_packet_delay       = VIOP_packet_delay+Stimes2+100;
           end
           for j6=1:(STraffic(Rer_cub(j5),6)-1)    
STraffic_Index(Rer_cub(j5),j6)=STraffic_Index(Rer_cub(j5),j6+1);     
           end
       end
STraffic(Rer_cub,7)=times-STraffic_Index(Rer_cub,1);                
STraffic(Rer_cub,6)=STraffic(Rer_cub,6)-1;                   
    end
   %判断是否中断
STraffic(:,5)=STraffic(:,5)-1; 
   k=find(STraffic(:,5)<=0);
   if k ~= 0
STraffic(k,4)=-1*STraffic(k,4);               
      for ij1=1:size(k,1)
          switch STraffic(ij1,14)      
          case Stimes2
STraffic(ij1,5)=exprnd(1000,1,1);
          end
      end
STraffic(k,10) = 0;                     
STraffic(k,8)  = times+1;                     
   end
CUTS(times) = sum(STraffic(:,2));
end

figure; 
plot(CUTS,'r-o');
hold off;
grid on
xlabel('时间');
ylabel('累积传输数据量')

save result.mat CUTS
12_007m

4.本算法原理

        随着无线网络技术的飞速发展，业务调度策略在提升网络性能、确保用户体验方面发挥着重要作用。De-Jitter Buffer算法作为一种新型的调度策略，旨在降低网络延迟、提高吞吐量。本文将详细分析该算法的原理，并通过Matlab仿真与RR调度算法进行对比，评估其在无线网络业务调度中的优势。

4.1、De-Jitter Buffer算法原理

       De-Jitter Buffer算法是一种基于缓冲区管理的调度策略，其核心思想是通过动态调整数据包的发送速率来降低网络延迟。具体实现过程如下：

数据包到达时，首先进入缓冲区；

根据当前网络状态和数据包特性，计算数据包的发送速率；

动态调整缓冲区大小，以适应不同速率的数据包；

当缓冲区数据达到一定阈值时，开始发送数据包；

发送过程中，持续监测网络状态，动态调整发送速率。

数学公式表示如下：

设数据包到达速率为λ，发送速率为μ，缓冲区大小为B。则数据包在缓冲区中的平均等待时间W可表示为：

W = (λ - μ) / λ * B / μ （1）

通过动态调整μ，使W最小化，从而实现降低网络延迟的目标。

4.2、RR调度算法原理

       RR（Round Robin）调度算法是一种经典的调度策略，其核心思想是平等对待每个数据包，按照固定的时间片轮询发送。具体实现过程如下：

将所有数据包排成一个队列；

为每个数据包分配一个固定的时间片；

按照队列顺序，依次发送每个数据包；

当所有数据包发送完毕后，重新回到队列头部开始下一轮发送。

RR调度算法具有公平性、简单性和易实现性等优点，但在面对突发流量和网络拥塞时，可能导致较高的延迟和丢包率。