4G无线通信中的最优动态资源配置与数据包调度

该项目研究下一代（4G或更高）无线通信系统中与多基站天线协同合作有关的频谱和电力资源最优动态配置与各类分组数据包最优调度的问题。所涉及的无线系统是具有多类用户与多个相互协同合作的基站天线组成的多输入多输出（MIMO）系统，并包括多输入多输出正交频分多址（MIMO-OFDMA）系统以及相应的以消减小区边缘干扰为目的的动态频谱复用系统。在分组数据包的输入过程为较一般的随机过程及信道具有马氏过程时变特性的前提下，设计出集频谱配置、电力配置与数据包调度为一体的最优动态策略与算法，使得系统的传输速率在一定意义下达到最优并使得数据包在系统中的平均时滞等性能指标达到最优。在模拟仿真实验的同时，将发展夯实的数学理论以提供坚实的数学实验基础来证明所设计的策略与算法的确是最优的：首先建立以随机排队过程及频谱与电力资源为约束的动态配置与调度的随机最优控制模型，其次发展流体与随机扩散逼近理论以证明有关的最优性。

该项目主要研究下一代（4G或更高）无线通信系统中与多基站天线协同合作有关的频谱和电力资源最优动态配置与各类分组数据包最优调度的问题。所涉及的无线系统是具有多类用户与多个相互协同合作的基站天线组成的多输入多输出（MIMO）系统，并包括多输入多输出正交频分多址（MIMO-OFDMA）系统以及相应的以消减小区边缘干扰为目的的动态频谱复用系统。在分组数据包的输入过程为较一般的随机过程及信道具有马氏过程时变特性的前提下，设计出集频谱配置、电力配置与数据包调度为一体的最优动态策略与算法，使得系统的传输速率在一定意义下达到最优并使得数据包在系统中的平均时滞等性能指标达到最优。在模拟仿真实验的同时，发展出夯实的数学理论以提供坚实的数学实验基础来证明所设计的策略与算法的确是最优的：首先建立以随机排队过程及频谱与电力资源为约束的动态配置与调度的随机最优控制模型，其次发展流体与随机扩散逼近理论以证明有关的最优性。..三年来，我们的研究基本上是按要点进行的，所得到的研究成果也基本上与要点相符，并且，我们还拓展了计划中的研究到更多的系统中, 包括一些最优金融决策控制与随机偏微分系统，为进一步研究此类无线系统打下基础。