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Coding-Aware Proportional-Fair Scheduling in OFDMA Relay Networks

机译：OFDMA中继网络中的编码感知比例公平调度

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In recent years, OFDMA relay networks have become a key component in the 4G standards (e.g., IEEE 802.16j, 3GPP LTE-Advanced) for broadband wireless access. When numerous bidirectional flows pass through the relay stations in an OFDMA relay network that supports various interactive applications, plenty of network coding opportunities arise and can be leveraged to enhance the throughput. In this paper, we study the proportional-fair scheduling problem in the presence of network coding in OFDMA relay networks. Considering the tradeoff between performance and overhead, we propose two models, global approach (GA) and local approach (LA), under which the corresponding problems are shown both NP-hard. For the GA model, we show that it cannot be approximated within some constant factor. Hence, we propose a heuristic algorithm with low time complexity. For the LA model, we propose a theoretical polynomial time approximation scheme (PTAS), and also present a practical greedy algorithm with approximation factor of $({1over 2})$. Simulation results show that our algorithms can achieve significant throughput improvement over a state-of-the-art noncoding scheme.
机译：近年来，OFDMA中继网络已经成为用于宽带无线接入的4G标准（例如，IEEE 802.16j，3GPP LTE-Advanced）的关键组件。当大量的双向流经过支持各种交互式应用程序的OFDMA中继网络中的中继站时，会出现大量的网络编码机会，可以利用这些机会来提高吞吐量。在本文中，我们研究了在OFDMA中继网络中存在网络编码的情况下的比例公平调度问题。考虑到性能和开销之间的折衷，我们提出了两种模型，全局方法（GA）和局部方法（LA），在这些模型下，相应的问题都显示为NP-hard。对于GA模型，我们证明了它不能在某个常数因子内近似。因此，我们提出了一种具有低时间复杂度的启发式算法。对于LA模型，我们提出了一种理论上的多项式时间逼近方案（PTAS），并且提出了一种实用的贪婪算法，其逼近因子为$（{1over 2}）$。仿真结果表明，与最新的非编码方案相比，我们的算法可以显着提高吞吐量。

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