WiMAX系统中优化接纳控制的Gini系数算法

"该文提出了一种面向WiMAX的呼叫接纳控制(CAC)算法，旨在最大化系统接纳率和资源利用率。算法运用经济学中的基尼系数和修正的sigmoid函数，以优化带宽分配的公平性和效率。通过仿真比较，表明该算法在系统繁忙时能显著提升接纳率和资源利用率，优于传统的截止优先权算法。WiMAX系统支持四种QoS类型的业务流，接纳控制需要平衡不同优先级和传输速率的需求，保证接纳公平性和带宽利用率。算法通过设定带宽和公平门限，动态调整接纳概率，确保高优先级业务的同时提升低优先级业务的接纳。" 本文探讨了WiMAX无线网络中的呼叫接纳控制问题，尤其是在资源紧张的情况下如何优化系统的性能。WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）是一种宽带无线接入技术，具有高速数据传输能力，支持多种服务质量（QoS）等级的业务流，包括UGS（ Unscheduled Guaranteed Service）、rtPS（Real-time Polling Service）、nrtPS（Non-real-time Polling Service）和BE（Best Effort）。每种业务类型有不同的带宽需求和优先级，因此接纳控制策略必须灵活并能适应这些差异。 文中提出的CAC算法采用经济学中的基尼系数来衡量带宽分配的公平性。基尼系数是一个度量收入分配不平等的指标，此处用于评估不同优先级业务流间的带宽分配情况。通过引入修正的sigmoid函数，算法可以计算新请求业务的接纳概率，以决定是否允许新的连接。sigmoid函数是一种S型曲线函数，常用于平滑过渡和概率计算，这里它被用来平滑地调整接纳决策，以适应系统资源的变化。 在实际应用中，算法设定两个关键阈值：带宽门限bth和公平门限Gth。带宽门限控制了总的带宽分配，而公平门限则确保不同优先级业务的接纳比例在一定范围内，防止资源过度分配导致的延迟问题。通过对大量基尼系数统计分析，选择合适的Gth值以达到最佳接纳效果。新到达的业务流根据其申请带宽和当前系统状态，通过接纳概率计算决定是否接纳，以维持系统稳定并提高整体资源利用率。 仿真结果显示，与传统的截止优先权算法相比，该算法在系统繁忙时能显著提升接纳率和资源利用率，特别是在保证高优先级业务的同时，也提升了低优先级业务的接纳机会，体现了算法的公平性和效率。这样的改进对于优化WiMAX网络的性能和用户体验至关重要，特别是在高负载条件下，能够更好地平衡网络资源和服务质量。