分层调度提升LTE-A中继网络边缘吞吐量：基于TG-PF的方法

"该文提出了一种基于TG-PF的LTE-A中继蜂窝网络下行分层调度方法，旨在改善小区边缘用户的吞吐量并确保调度公平性。通过高层调度和低层调度的分层设计，结合PF算法和TG-PF算法，优化了中继蜂窝网络的资源分配，提升了系统性能。" 在现代移动通信系统，如LTE-Advanced（LTE-A），中继技术被广泛用于增强网络覆盖和容量，特别是在边缘区域。然而，传统的调度算法在处理中继蜂窝网络时，往往无法有效保障小区边缘用户的吞吐量，这对系统整体性能和用户满意度构成了挑战。为了解决这一问题，本文提出了一种创新的分层调度模型，该模型将调度任务分为两个层次：高层调度和低层调度。 高层调度主要由基站负责，采用比例公平（PF）算法，该算法旨在保证所有用户获得相对公平的数据速率，防止资源被少数强信号用户独占。PF算法通过比较用户之间的瞬时速率比来决定资源分配，使得整个系统的公平性和效率得以平衡。 低层调度则由中继站执行，这里采用了保障吞吐量的比例公平（TG-PF）算法。TG-PF算法结合了最大载干比（Max C/I）算法的特性，即优先考虑具有最佳信道条件的用户，同时确保每个用户达到一定的吞吐量保证。这种算法能够在提升小区边缘用户吞吐量的同时，兼顾系统吞吐量的整体提升，从而实现更优化的资源利用。 分层调度模型通过高层和低层的协同工作，能够更好地服务于小区边缘的用户，降低他们在网络拥塞时的速率波动，提升其服务质量。仿真结果显示，这种基于TG-PF的分层调度方法能够在牺牲较小的调度公平性代价下，显著提高小区边缘的吞吐量，这对于提升整体网络性能和用户体验至关重要。 此外，这种调度策略对于中继蜂窝网络的部署和规划提供了有价值的参考，它强调了在保证系统性能的同时，如何兼顾边缘用户的需求。这在当前和未来移动通信系统的设计中都具有重要的实际意义，因为随着5G及更高级别技术的发展，对边缘用户的关注度只会越来越高。 该研究工作通过引入分层调度模型和TG-PF算法，为优化中继蜂窝网络的资源分配和提高服务质量提供了一个新的视角，有助于推动通信技术的进步和用户体验的提升。