近年来无线通信技术迅猛发展,尤其是移动通信技术分别历经了GSM、CDMA、LTE、5G等,这些技术的革新推动了通信行业的发展。如何高效的管理无线资源一直是通信行业探讨的热点,无线资源调度作为无线资源管理的核心部分也受到科研工作人员越来越多的关注。传统的无线资源管理往往是站在运营商的角度提高运营的盈利,例如优化系统的吞吐量、最小化系统时延和丢包。如今本着顾客至上的原则,移动运营商也越来越重视用户体验。因此本文旨在通过优化调度技术来提升用户感知速率。正交频分复用作为一种物理层技术引入到无线通信系统中,可以有效提升系统的吞吐量。基于正交频分复用技术的通信模型可以建模为多队列多服务器系统。在通信系统中,业务流通常是突发性的,信道通常是时变的。因此本文主要针对有随机到达过程且服务速率时变的多队列多服务器系统,设计了信道分配、联合流控与信道分配调度方案,在保证队列稳定性的同时提升了用户感知速率。与此同时,研究了多队列多服务器系统的稳定域特征。此外,针对LTE系统,构建了调度优先级函数,在保证用户公平性的前提下提升了用户感知速率。本文的主要工作和贡献如下:首先,将伴有随机到达的通信模型建立为多队列多服务器系统,设计了一种新的调度方案来提升用户体验。提出一个新的用户体验衡量指标系统用户感知速率。根据流量的特性,将优化系统用户感知速率视为一个随机问题,将其转化为在保持队列稳定的前提下最大化效用函数。随后,给出了一个基于“转换+赔偿”的调度算法。在所提的调度方案中,将队列长度的对号函数作为修正后的调度权重因子,实现了时延和效用均衡。此外,基于Foster-Lyapunov定理分析了队列的稳定性和系统时延的边界。最后,通过仿真,对比了几种经典的调度算法,验证了最大化修正调度权重算法实现了系统用户感知速率和系统时延间的均衡,同时能与修正前一样在各个负载下维持系统稳定。其次,针对双连接多队列多服务器系统与流模型多队列多服务器系统,研究了系统的稳定域特征。利用有限个不等式表征多队列多服务器系统的稳定域。系统稳定域表明了系统支持的最大输入速率,对网络管理意义重大。通过几个简单的数值例子,分别研究了双连接多队列多服务器系统与流模型多队列多服务器系统下的稳定域特征。根据分析和实例验证,表明了稳定域与系统的规模有关,譬如,系统的服务器数量、队列数量、平均服务速率等。此外,进一步给出了在ON/OFF信道模型下的双连接多队列多服务器系统稳定域具体特征。接下来,针对双连接多队列多服务器系统,通过设计一种联合流控与资源分配的跨层调度算法来优化时间平均效用函数。考虑了输入速率在稳定域内和输入速率超过稳定域两种不同的情形。利用李亚普诺夫漂移与优化方法,针对两种情形分别提出了相对应的联合流控与资源分配的跨层调度算法,并且分析了效用和队列时延的性能。对比最大权重调度算法和轮询调度算法,所提的算法在保证系统用户吞吐量不下降的前提下,提高了系统用户感知速率。与漏桶算法对比,所提的第二种算法大大降低了系统时延,同时能够保证系统吞吐量和公平-吞吐量的性能。最后,针对LTE系统,通过设计调度优先级函数以提高系统整体的用户体验。在突发业务的场景下,设计了一种百分比比例公平调度算法。为了评估用户体验,引入了平均用户感知速率和掐头用户感知速率两个性能指标。为了在保证公平性的同时提高用户感知速率,在设计调度优先级函数时尤其考虑了传输数据剩余百分比。与此用时,引入了分配矩阵避免带宽的浪费。通过搭建LTE无线仿真场景,将所提算法与经典的比例公平算法和高吞吐量公平算法进行对比,所提算法不仅可以保证用户之间的公平性,且提高了平均用户感知速率。另外,我们研究分析了所提调度算法在其他多种仿真场景中的性能。