无线移动通信网络的资源调度研究

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在过去的几十年间,无线移动通信技术的发展日新月异,但是由于资源的稀缺以及成本的高昂,如何对信道资源和计算资源进行高效的利用,成为了国内外研究的热点。本文针对这两种问题,分别研究信道资源的调度以及计算资源的调度问题。信道资源调度是指在无线移动通信网络中,为用户合理分配功率、频率等信道资源,降低系统干扰,提升频谱效率,计算资源调度是指利用多核处理器,将计算任务映射到各个处理器,完成实时高速的信息处理。本文针对信道资源以及计算资源的调度研究展开了如下几项工作:1、信道资源调度,提升频谱效率。面对日益拥挤的频谱资源的争夺,多小区合作系统因其能够高效利用频谱资源,而成为了无线移动通信系统发展的必然,但正是因为系统规模的扩大以及资源的拥挤,造成多小区合作系统严峻的干扰问题,本文针对干扰严重的多小区合作系统中的信道资源调度问题,提出了高效利用信道资源的方法。借助聚类的思想,并构造干扰图,以降低用户间干扰为目标,提出两步聚簇算法。本文在多种实际通信网络下进行仿真,结果表明两步聚簇算法在信道资源紧张和充足的两种情况下,网络容量以及频谱效率都能有较满意的结果。通过与现有资源调度算法进行比较,结果表明两步聚簇算法能够在保持良好的用户服务质量的前提下,显著提升频谱效率。2、计算资源调度,实现实时高速的信息处理。多核处理器因其具有高缓存、高吞吐等优点在通信信息处理领域有着广泛的应用。本文围绕充分发挥多核阵列并行处理的优势,实现实时高速的信息处理问题,研究通信任务集到多核阵列的映射调度问题。本文给出典型计算资源调度算法的介绍,包括表调度以及以最小延时为目标的遗传算法;同时,为了有效利用计算资源的并行性,本文引入了方块拼接算法,并针对实时信息处理的要求进行了改进。针对多种通信计算任务,本文进行了软件仿真以及硬件实测。结果表明,在多种多核阵列架构下,三种算法均能实现实时高速的调度,满足毫秒级的映射调度要求,并且改进的方块拼接算法在调度延时上拥有较大的优势。
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