无线系统中基于自适应编码调制的跨层设计

摘要

随着现代无线通信技术的飞速发展以及人们对无线数据业务需求的快速增长，高速无线数据传输迫切需要开发出能够有效抵抗信道衰落，同时具有高频谱利用率和高可靠性的智能化通信技术。如何折衷考虑无线系统的传输速率与可靠性，提高通信系统在衰落信道中的频谱利用率，成为无线通信技术研究的热点。自适应编码调制（Adaptive Modulation and Coding，AMC）技术以其智能化的传输机制、高效的频谱利用率得到了广泛的关注与研究，成为无线通信系统的关键技术之一。
　　现代通信网络采用OSI（Open System Interconnection）的分层模型，相邻层之间只进行数据的传递，并不交换各层的参数和状态信息。设计者在进行系统各层协议设计时，并不联合考虑相邻层的整体情况，导致设计的系统无法适应快速变化的移动信道特性，不能有效地利用无线频谱资源。为了解决这个问题，跨层设计的思想应运而生。
　　本文重点研究基于AMC的跨层设计方案，在分析研究已有的基于固定阈值AMC跨层方案的基础上，给出了两种改进的最大吞吐量跨层方案和结合链路层重传机制与AMC跨层方案，并对三种跨层方案在丢包率、包损失率和平均频谱效率（Average Spectral Efficiency，ASE）等方面进行理论分析与仿真。仿真结果表明，在链路层数据包泊松到达率较高的情况下，采用改进的最大吞吐量跨层方案的系统包损失率明显低于已有的高可靠性跨层方案；在链路层数据包泊松到达率较低的情况下，改进的结合重传机制与 AMC跨层方案能在不影响系统丢包率的同时降低错包率和包损失率，进一步提高系统的吞吐量和平均频谱效率。最后论文给出了在不同最大多普勒频移下，高可靠性跨层方案和改进的最大吞吐量跨层方案的包损失率曲线，验证了设计系统性能的稳定性。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3研究目的和意义

1.4本文主要工作及章节安排

第二章 无线移动信道

2.1大尺度衰落

2.2小尺度衰落

2.3小尺度衰落信道的统计特性分析

2.4小尺度衰落信道的冲激响应模型及包络特性

2.5本章小结

第三章 跨层设计原理

3.1引言

3.2系统模型

3.3信道建模

3.4数据链路层队列

3.5本章小结

第四章 基于AMC的跨层方案设计

4.1基于AMC的跨层方案设计

4.2三种跨层方案的系统性能分析

4.3仿真与分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1论文工作总结

5.2展望

参考文献

致谢

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