Анализ эффективности алгоритмов планирования передачи кадра в сетях LTE

Abstract

RU: В статье исследованы алгоритмы планирования, которые входят в состав подсистемы обеспечения качества обслуживания в сетях LTE. Проведены исследования эффективности алгоритмов планирования кадра по методам FIFO, SJF и RR. Сравнение проводилось по таким параметрам, как среднее время ожидания в очереди, среднее время обработки пакета, заполнение буфера данными и количество отброшенных пакетов. Анализ показал, что при небольших длинах пакетов среднее временя ожидания в очереди для алгоритмов RR и FIFO приблизительно одинаково, а алгоритм SJF по эффективности на треть превосходит алгоритмы RR и FIFO. С увеличением длин пакетов среднее время ожидания в очереди растет быстрее для алгоритма RR, для алгоритма FIFO рост времени ожидания в очереди несколько ниже. Самый минимальный рост времени ожидания в очереди имеет алгоритм SJF. Получены зависимости среднего времени обработки пакетов от максимальной длины пакетов. Анализ показал, что и по этому показателю заметный выигрыш дает алгоритм SJF. Проведен эксперимент с ограниченным объемом буфера очереди. Анализ показал, что заполнение буфера данными для алгоритма FIFO происходит интенсивнее, чем для алгоритма SJF. По процентному отношению отброшенных пакетов лучшие показатели имеет алгоритм SJF. Таким образом, для дальнейшего улучшения качества и эффективности передачи данных в сетях LTE рекомендуется алгоритм SJF, который дает выигрыш от 18% до 50%. UK: У статті досліджено алгоритми планування, які входять до складу підсистеми забезпечення якості обслуговування в мережах LTE. Проведено дослідження ефективності алгоритмів планування кадра за методами FIFO, SJF і RR. Порівняння проводилося за такими параметрами, як середній час очікування в черзі, середній час обробки пакета, заповнення буфера даними і кількість відкинутих пакетів. Аналіз показав, що при невеликих довжинах пакетів середній час очікування в черзі для алгоритмів RR і FIFO приблизно однаковий, а алгоритм SJF по ефективності на третину перевершує алгоритми RR і FIFO. Зі збільшенням довжин пакетів середній час очікування в черзі зростає швидше для алгоритму RR, для алгоритму FIFO зростання часу очікування в черзі дещо нижче. Найменше зростання часу очікування в черзі має алгоритм SJF. Отримано залежності середнього часу обробки пакетів від максимальної довжини пакетів. Аналіз показав, що і за цим показником помітний виграш дає алгоритм SJF. Проведено експеримент з обмеженим обсягом буфера черги. Аналіз показав, що заповнення буфера даними для алгоритму FIFO відбувається інтенсивніше, ніж для алгоритму SJF. По процентному відношенню відкинутих пакетів кращі показники має алгоритм SJF. Таким чином, для подальшого поліпшення якості та ефективності передачі даних в мережах LTE рекомендується алгоритм SJF, який дає виграш від 18% до 50%. EN: The article investigates the scheduling algorithms, which are part of the subsystem to ensure quality of service in networks of LTE. The effectiveness of frame scheduling methods FIFO, SJF and RR is studied. The comparison was made by parameters such as the average waiting time, average time of packet processing, filling the buffer data and the number of dropped packets. The analysis showed that at small packet length is the average waiting time in the queue for algorithms RR and FIFO is approximately the same, and SJF algorithm efficiency by a third superior than algorithms RR and FIFO. With the increase in the average length of the packet the waiting time in the queue is growing faster for algorithm RR. The increase of waiting time in the queue for the algorithm FIFO is slightly less. The SJF algorithm has a most minimal growth of time waiting in queue. The dependences average processing time of the maximum length of packets from packets are founded. Analysis showed that algorithm SJF by this indicator gives a noticeable gain. An experiment with limited buffer queue is conducted. Analysis showed that the filling of the data buffer by FIFO algorithm is more intense than by the algorithm SJF. According to the percentage of dropped packets the SJF algorithm has the best performance. Thus, to further improve the quality and efficiency of data transmission in LTE we recommend the algorithm SJF, which gives a gain of 18% to 50%.