Abstract
無線通訊頻道以及連結的排程 (又稱資源分配 Resource Allocation) 為 無線通訊網路中最基本同時也最重要之課題。排程演算法的設計及實作方式對於 系統的效能 (如：吞吐量、延遲、公平性等) 具有相當大的影響。此論文主要探 討次世代無線通訊網路中公平排程之問題。 首先，我們先就OFDMA 轉傳網路 (OFDMA Relay Networks) 中比例性公平排 程 (Proportional Fair Scheduling) 的問題做深入討論。在此種網路架構下， 系統由一個基地台 (Base Station)、數個MAC 層級轉傳基地台 (Relay Station) 以及數個使用者 (Mobile Station) 所構成。在執行排程時，我們考量了頻率選 擇多樣性 (Frequency Diversity)、使用者多樣性 (Multi-user Diversity) 以 及合作式傳輸多樣性 (Cooperative Diversity) 的影響。我們以數學方式抽象 描述了此問題，並證明其為NP-Hard。因此，我們無法在有限的時間內取得此問 題之最佳解。我們提出了三個貪婪式演算法，並以大量的模擬驗證其效能。模擬 結果指出我們所提出之演算法可有效地達成比例性公平，並在不同的環境中具有 不同的特性。我們針對各種現象提出解釋，並探討了各演算法適用的環境。我們 所提出之演算法具有低複雜度，可符合實際OFDMA 轉傳網路中之使用需求。 近年來，感知無線電技術 (Cognitive Radio) 於受到相當的矚目。感知無 線電可讓次要使用者 (Secondary User) 利用主要使用者 (Primary User) 未利 用之頻帶，以提高頻譜的使用率。但感知無線電同時也對未來無線網路的設計架 構帶來了新的挑戰。此論文在接下來的部分探討了感知無線電網路中比例性公平 排程資源分配的問題。我們在論文中考慮了剩餘頻寬的變動、頻道品質的差異性 以及不同傳輸能量所造成的干擾之影響。我們以數學方式抽象此問題，並證明其 為NP-Hard。因此，我們無法在有限的時間內求得此問題之最佳解。另外，我們 針對此問題推導出了一個可輕易計算的上限。我們提出了兩個可容易實作且具有 接近最佳效能之貪婪式演算法。我們所提出之演算法可在1 毫秒的時間內執行完 畢，相當適合於實際系統中使用。我們同時也使用了大量的模擬實驗，驗證了所 提出之演算法的效能。實驗結果證實我們的演算法可有效達成比例性公平，並藉 由傳輸能量的控制提高系統的整體吞吐量。