收稿日期: 2010唱07唱10; 修回日期: 2010唱09唱02 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60972070) ;重庆市自然科学基金重点资助项目
( CSTC2009BA2090) ;重庆市教委科学技术研究资助项目( KJ100514)
作者简介:王春晖(1985唱) ,女,硕士研究生,主要研究方向为协同通信、资源调度( chunhuiwang@yahoo.cn) ;戴翠琴(1976唱),女,讲师,硕士,主
要研究方向为宽带无线移动通信网络关键技术;王光宇,男,教授,硕导,博士,主 要研 究 方 向 为 数 字 信 号 处 理、 微 处 理 器 的 应 用 及 研 发; 陈 前 斌
(1967唱) ,男,教授,博导,博士,主要研究方向为下一代网络、个人通信、多媒体信息处理与传输.
两 跳 中 继 系 统 中 调 度 算 法 的 改 进 及 性 能 比 较
倡
王春晖, 戴翠琴, 王光宇, 陈前斌
(重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室, 重庆 400065)
摘 要: 提出了一种改进的最大载干比和比例公平(Emax C /I & EPF)调度算法。 首先根据到基站的距离,划分
BS 和 RS 域,然后分别在 BS 和 RS 域内采用改进的最大载干比(Emax C /I) 算法和改进的比例公平( EPF) 算法。
将提出的改进算法( Emax C /I & EPF)分别与部分比例公平( PPF) 算法、两跳比例公平( THPF) 算法以及改进前
的算法进行了比较。 仿真结果证明,该改进算法(Emax C /I & EPF)在系统频谱效率性能与公平性能之间达到了
较好的权衡。
关键词: 中继; 调度算法; 频谱效率; 公平性
中图分类号: TP393畅03 文献标志码: A 文章编号: 1001唱3695(2011)01唱0259唱03
doi:10.3969 /j.issn.1001唱3695.2011.01.073
Improvement of scheduling algorithm in two唱hop relay systems and
its performance comparison
WANG Chun唱hui, DAI Cui唱qin, WANG Guang唱yu, CHEN Qian唱bin
( Key Laboratory of Mobile Communication Technology, Chongqing University of Posts & Telecommunications, Chongqing 400065, China)
Abstract: This paper proposed the improved max C /I and PF scheduling algorithms.It firstly devided the relay system cellu唱
lar into BS zone and RS zone according to the distance from BS.Then used the improved max compared C /I ( Emax C /I)
scheduling algorithm and the PF (EPF) scheduling algorithm in the BS zone and RS zone, respectively.Compared the system
performance with the partial proportional fairness (PPF) scheduling algorithm, two唱hop proportional fairness (THPF) schedu唱
ling algorithm, and the original max C/I and PF scheduling algorithm.Simulation results show that the proposed Emax C /I &
EPF scheduling algorithm can provide the better tradeoff between spectral efficiency and users fairness in the system level.
Key words: relay; scheduling algorithm; spectral efficiency; fairness
0 引言
无线中继的基本思想是使用中继节点将基站的信号重新
处理后再发送出去,移动节点即用户可以选择从基站直接接入
网络,或通过一个或多个中继节点接入网络。 中继节点在接收
到信号后,可以直接放大转发信号(AF),也可以经过复杂处理
后再转发,如译码转发(DF)。 将中继引入到传统的蜂窝网络
中,有助于扩大小区的覆盖范围,提高系统吞吐量,改善小区边
缘用户的性能。 基于中继技术在无线网络可伸缩性和健壮性
方面的出色表现,下一代 WIMAX 系统标准 IEEE 802.16j 以及
LTE唱A 把基于中继多跳协作传输的蜂窝移动通信系统作为主
要的下一代无线通信网络构架进行研究。
资源调度作为无线网络的关键技术之一,所需解决的关键
问题就是用户多样的 QoS 需求与受限的无线频谱资源以及时
变的无线信道之间的矛盾,其目标包括两个方面:提高无线资
源的利用率及无线网络的容量和保证系统所接纳用户的各种
业务的 QoS 要求,为不同需求的用户提供令其满意的服务
[1]
。
目前资源调度的目标主要有最大化系统吞吐量、最大化系统公
平性或最大化系统公平性与系统吞吐量的权衡折中。 相应地,
常用的调度算法主要包括轮询( RR) 算法、最大载干比( max
C/I)算法、比例公平(PF)算法等。
文献[2]中介绍了一种在多用户中继系统中对分配给用
户的资源进行机会调度,以达到系统频谱效率与能量之间权衡
的目的;文献[3] 中考虑能效调度下的长期平均速率,对分配
给用户的资源进行调度时,采用的也是机会调度;文献[4] 在
OFDMA 蜂窝网络中的中继站上使用机会调度算法调度分配给
用户的资源,以达到最大化系统总平均速率的目的。 在文献
[2 ~4]中虽然考虑了系统频谱效率与能量以及系统速率之间
的关系,但是却没有考虑用户在小区内的位置,而采用了同一
种调度算法,即机会调度,对用户进行资源调度,这导致了系统
中用户公平性的降低。 文献[5,6] 中考虑了仅在第二跳上使
用 PF 算法对用户进行资源调度(PPF 算法) 和同时在第一跳
和第二跳上均使用 PF 算法对用户进行资源 调度( THPF 算
法),以达到牺牲系统吞吐量为代价提高用户公平性的目的。
但是在文献[5,6] 中仅考虑了 PF 算法,而没有考虑到与其他
算法相结合,这使得系统频谱效率降低。
由此可以看出,在协作中继通信系统中,大部分作者仅在
BS 处应用调度器对用户进行资源调度,或者同时在 BS 处和
第 28 卷第 1 期
2011 年 1 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol.28 No.1
Jan.2011