無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于跨層的數(shù)據(jù)吞吐量?jī)?yōu)化控制協(xié)議分析與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，對(duì)高數(shù)據(jù)速率和高服務(wù)質(zhì)量的要求也在日益增長(zhǎng)。然而，無(wú)線信道的衰落特性卻嚴(yán)重降低了數(shù)據(jù)鏈路的傳輸性能。因此，相對(duì)于有線通信，無(wú)線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量在很大程度上被其信道特性所限制。吞吐量通常被定義為數(shù)據(jù)接收端成功接收數(shù)據(jù)的速率，它是通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)無(wú)線系統(tǒng)吞吐量的提高，物理層中基于正交幅度調(diào)制實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)調(diào)制編碼和鏈路層中自動(dòng)重傳協(xié)議得到了廣泛研究，但在這些研究中控制復(fù)雜度、系統(tǒng)整體性能和耗能

2、的有效性上仍有許多不足。
　　首先，為準(zhǔn)確和快速利用信噪比計(jì)算此時(shí)信道狀態(tài)下的系統(tǒng)最佳的控制參數(shù)，本文針對(duì)信道特性在加性高斯白噪聲條件下以格雷碼編碼的正交幅度調(diào)制提出了一種基于位判決線為參照結(jié)合各信息位格雷碼擴(kuò)展規(guī)律的誤碼率計(jì)算方法，并推導(dǎo)了其精確計(jì)算模型和提出了一種快速近似計(jì)算方法，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了其精確性和近似性。
　　其次，相對(duì)于自適應(yīng)調(diào)制編碼和自動(dòng)重傳協(xié)議的分層控制，本文基于跨層設(shè)計(jì)的思想，以物理層的正交幅度調(diào)制為基

3、礎(chǔ)并結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層的自動(dòng)重傳和包長(zhǎng)控制協(xié)議設(shè)計(jì)了基于最佳子包分割數(shù)機(jī)制控制下的自適應(yīng)調(diào)制編碼結(jié)合自動(dòng)重傳的跨層優(yōu)化控制協(xié)議。該協(xié)議以接收端反饋到發(fā)射端的信噪比作為跟蹤信道狀態(tài)的依據(jù)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并以最大化系統(tǒng)吞吐量為準(zhǔn)則，給出了子包數(shù)目和調(diào)制編碼方式聯(lián)合選擇的最優(yōu)方法。
　　最后，以本文的跨層控制協(xié)議為基礎(chǔ)綜合考慮系統(tǒng)參數(shù)和數(shù)據(jù)負(fù)載對(duì)能耗的影響，建立了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以每數(shù)據(jù)比特等效能耗為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。并通過(guò)仿真，分析和研究