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资源调度是无线通信系统中实现资源高效利用的关键技术。在传统蜂窝网络中引入中继可以扩大小区覆盖范围,增强系统容量,然而,网络结构的复杂化也导致中继系统的调度算法要面临一系列新的挑战。本文主要考虑了两方面的问题:一方面,获取时变的信道状态信息是资源调度的前提,信道信息的反馈给系统增加了开销;另一方面,调度算法不仅要考虑物理层的信道状态信息,还要兼顾应用层的QoS需求以保证用户的服务质量。针对上述问题,本文做了以下工作:
⑴研究了中继系统中基于有限信道状态信息反馈的调度算法。针对多用户中继网络中上行反馈量过大的问题,本文提出了一种AF协议下基于门限限制的减少反馈调度算法RFTR,有效降低了系统反馈负荷。此外,中继的协助使处于小区边缘或信道状态较差的用户得到了被服务的机会,与传统网络相比提高了系统容量。文中还推导了采用RFTR算法时的反馈用户数和平均可达速率。接下来,本文进一步把有限反馈方案引入到多中继OFDMA系统,并对反馈机制及调度准则进行了修改,提出基于DF中继协议的M-RFTR算法。数值结果显示,尽管极大程度的限制了反馈,M-RFTR算法依然具备很高的公平性,而且,当反馈中断概率很小时,M-RFTR算法甚至可以获得比全反馈时更高的吞吐量。
⑵研究了基于QoS感知的减少反馈节能调度算法。针对无线通信系统多种业务的不同服务质量需求,本文提出了OFDMA中继系统中基于QoS感知的减少反馈节能调度算法。首先联合考虑信道状态信息和不同业务的QoS需求,设置了可同时支持实时业务和非实时业务的跨层调度准则QAPF。接着,对子载波上的功率分配进行了调整,一定程度上降低了系统功耗。为了在保证不同业务用户服务质量的同时降低上行链路反馈负荷,本文进一步对第三章中的反馈机制做出了改善,基于QoS需求及队列状态动态地调整用户的反馈权值(DFW)。仿真结果显示,该算法可以同时满足实时和非实时业务的QoS需求,有效降低丢包率,提高系统能效,并在较大限度保证系统性能的前提下极大程度的减少了反馈开销。