中继增强型蜂窝网络资源调度算法研究1.pdf

通信技术
CommunicationsTechnologies

中继增强型蜂窝网络资源调度算法研究*

黄磊，戎蒙恬
(上海交通大学电子工程系，上海200240)

【摘要】引入中继到蜂窝网络增加了资源调度的复杂度，单跳网络的帧结构以及现有的资源调度算法不再适用。文

章基于一个可行的帧结构，推广了Round-Robin算法，提出了“贪婪轮询”和“部分比例公平”算法。仿真结果表

明，提出的算法较大地提高了系统性能，同时验证了中继增强型蜂窝网络对于单跳网络的优越性。
【关键词】资源调度；中继增强型蜂窝网络；OFDMA；TDD

【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1009-8054(2007)06-0086-03

ResourceSchedulingforRelay-EnhancedCellularNetworks*
HUANGLei,RONGMengtian
(Dept.ofElectronicEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)

【Abstract】Introducingrelaynodeintocellularnetworkchallengestheresourcescheduling.Traditionalframestructureis

notapplicable,andexistingresourceschedulingalgorithmscannotbewellimplemented.Basedonanappropriateexclusive
framestructure,Round-Robinalgorithmispopularized,andGreedyPollingandPartialProportionalFairalgorithmsare

proposed.Simulationresultsshowthatthealgorithmsproposedhereachievesignificantimprovementonsystemperformance.

Alsoitisverifiedthattherelay-enhancedcellularnetworkoutperformsthetraditionalnetworksignificantly.
【Keywords】resourcescheduling;relayenhancedcellularnetwork;OFDMA;TDD

1引言2系统模型及帧结构

引入中继到蜂窝网络有助于提高小区边缘用户的性能，本文考虑一个单小区OFDMA/TDD中继增强型蜂窝系
很好地解决高速数据传输在广域范围内的覆盖问题[1]。采用统。基站位于小区中央，６个固定中继被均匀地放置在周围，
TDD双工方式的中继网络，能够灵活地使用频谱资源，节省且位于基站和蜂窝顶点的连线上，距离基站2/3个小区半径。
建设成本。而OFDMA由于其高效性和灵活性，已被公认为在基于距离的路由控制器的控制之下，用户可以与基站直接
下一代无线网络的调制和接入技术。因此，基于OFDMA/通信，或者通过中继建立两跳链路通信。我们称基站到用户、
TDD的中继增强型蜂窝网络将成为下一代高速无线网络最具基站到中继、中继到用户之间的链路为直连、第一跳和第二
竞争力的解决方案。在传统蜂窝网络中引入中继使得其无线跳链路。位于基站的资源调度器在每个调度周期集中式地根
资源管理变得更具挑战性。已经有大量的文献对传统据链路情况把每个无线资源单元分配给各条链路进行数据传
OFDMA系统的资源调度算法进行了研究[2][3]，然而对于中继输。由于各个资源单元相互正交，且一个资源单元只能分配
网络的资源调度问题，很少有文献提及。对于OFDMA/TDD给一条链路，因此资源调度无需考虑小区内的干扰问题。
中继增强型网络的资源调度算法的研究目前还是空白，本文TDD模式下的网络设备数据收发不能同时进行，也就是
则对该新型网络的资源调度算法进行了研究。说上下行必须安排在不同的时隙。假设中继只具有一帧缓存，
在调度周期的第一个时隙中继接收到基站的数据后，必须在
收稿日期：2006-11-8下一个时隙把收到的数据转发出去，然后清空缓存等待后一
作者简介：黄磊，男，博士生，研究方向：下一代无线通信系
时隙的数据接收。这样的结构简单易行，同时保证了端对端
统及其无线资源管理。戎蒙恬，男，教授，博士生导师。
＊基金项目：国家自然科学基金委创新研究群体基金项目在每一个调度周期内的数据传输，能够保证数据在网络传输
(60521002)，国家科技部科技攻关项目(2005BA908B02)，上海中的低延迟。如图1所示，假设一帧由N个子载波，S