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Modelling and Analysis of an Integrated Scheduling Scheme with Heterogeneous LRD and SRD Traffic
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资源说明：在无线网络中，多媒体应用程序根据其流量模式和不同的服务质量（Quality-of-Service，QoS）需求被分类。这些多媒体应用程序的流量常常表现出长范围依赖（Long-Range Dependent，LRD）和短范围依赖（Short-Range Dependent，SRD）特性。针对这种异构流量，提出了一种集成调度方案，该方案结合了优先队列（Priority Queuing，PQ）和广义处理器共享（Generalized Processor Sharing，GPS）的层次结构，称为PQ-GPS。PQ-GPS被认定为无线网络中进行QoS区分的有效机制，并引起了大量的研究兴趣。然而，由于流量流之间的高复杂性和依赖关系，集成调度方案的建模提出了巨大挑战。
为了应对这一挑战性且重要的研究问题，本研究开发了一个原创的分析模型，用于在异构LRD和SRD流量下的PQ-GPS系统。提出了一种成本效益高的流量分解方法，将集成调度系统等价地划分为一组单一服务器单一队列（Single-Server Single-Queue，SSSQ）系统。进一步推导出了计算个别流量流的队列长度分布和丢失概率的表达式。在验证了模型准确性之后，该模型被采用为在QoS约束下的集成调度系统中进行资源分配和呼叫准入控制等问题的有效性能工具。
本研究涉及到的关键知识点包括无线多媒体、异构网络流量、集成调度、优先队列、广义处理器共享以及性能建模等。无线多媒体指的是通过无线通信网络传输的多媒体内容，如视频、音频和数据，这些内容在传输时需要考虑网络状况、带宽和延迟等多种因素。
异构网络流量是指由不同类型的应用或服务产生的网络流量，例如，音频和视频数据流通常具有不同的特性。在这种背景下，长范围依赖（LRD）和短范围依赖（SRD）是分析流量统计特性的两种重要属性。LRD通常指流量中的某些自相似特性，即流量的统计特性在长时间尺度上保持不变，而SRD则关注短时间尺度内的流量统计特性。
集成调度方案的目标是有效分配网络资源，同时满足不同服务质量（QoS）的要求。调度算法的选择直接关系到通信网络能否高效地处理和分配资源。优先队列（PQ）是调度算法中的一种，它根据预设的优先级来决定数据包的处理顺序。而广义处理器共享（GPS）是另一种调度策略，它基于流量的权重来共享网络资源，保证了流量按照其权重公平地分享带宽。
性能建模是研究通信系统性能的一种方法，通过模型分析来预测系统在不同工作条件下的表现，这包括对网络延迟、吞吐量、资源利用率等的评估。性能建模可以用来指导网络设计，优化网络配置，实现资源的高效利用和性能目标的达成。
在本研究的背景下，提出的流量分解方法将复杂的多服务单队列系统分解为多个单服务单队列系统。这种分解简化了分析过程，使得可以使用已有的单队列分析方法来分析PQ-GPS系统的性能。这种分解方法的关键在于能够保持原有系统的关键属性，以便能通过分析分解后的系统来预测原始系统的行为。
本研究还着重于资源分配和呼叫准入控制问题。资源分配指的是如何高效地在不同的网络流量之间分配有限的带宽和处理能力。呼叫准入控制（CAC）是网络控制策略的一部分，它决定了是否接受新呼叫进入系统。CAC策略可以基于系统的当前状况以及QoS要求，决定是否允许新呼叫接入，以避免资源的过度使用和保证现有呼叫的服务质量。
本研究深入探讨了在具有不同流量特性的无线网络环境下，如何通过有效的集成调度方案进行QoS区分，并提出了相关的分析模型和性能评估方法。这不仅对于无线多媒体通信的研究具有重要意义，也为实际网络设计和管理提供了理论基础和实用工具。
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