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随着通信技术的飞速发展,未来的移动通信系统所支持的业务类型除了传统的非实时业务外,还包括语音业务等实时业务。不同的业务具有不同的服务质量(QoS)要求,如对吞吐量、分组时延的要求都各不相同。如何保证不同业务的QoS要求需要借助于无线资源管理来完成,而分组调度是无线资源管理的核心模块,所以无线分组调度算法将成为影响系统性能和保证用户服务质量的关键所在。
本文首先深入研究了OFDM技术的原理及其关键技术,并从有线通信系统扩展到无线通信系统阐述了调度算法的发展现状以及面对的主要问题。
然后本文详细分析了基于OFDM的典型分组调度算法,其包括了非实时业务、实时业务和混合业务三种类型的调度算法。在实时业务的调度算法研究过程中发现EXP算法的时延性能不佳,而混合业务调度算法的研究中,亦发现由于传统的算法一般是将实时业务和非实时业务按不同的优先判决式来分开调度,导致其不仅对资源分配算法要求非常高,而且容易造成资源分配不合理。针对上述两个问题,本文的主要工作如下:
①通过引入了一个整体时延控制变量来缩短用户分组等待时间,对EXP算法做了进一步的改进;
②通过采用一个判决式将非实时业务与实时业务统一调度,并结合优化理论提出了一种联合设计的混合业务调度算法,其简化了资源分配算法的同时提高了资源的利用率。
最后本文建立了基于OFDM在单小区范围内针对多用户的无线资源调度算法的网络仿真模型;对三种非实时业务调度算法从吞吐量和公平性进行仿真分析;针对实时业务,将改进的EXP算法与传统的EXP算法进行了比较,仿真结果表明改进后的EXP算法比原EXP算法在分组时延、系统吞吐量等性能上得到提升;针对混合业务,将本文提出的PD算法与M-LWDF算法、EXP/PF算法进行对比,仿真结果表明,本文提出的PD算法在系统吞吐量性能上更加优越并且实时业务的分组时延明显缩短,更好的保证了实时用户QoS。