无线协作通信中的跨层mac协议研究

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1、单位代码：10293密级：硕士学位论文论文题目：无线协作通信中的跨层MAC协议研究1011010537学号浦雪晨姓名曹雪虹教授导师信号与信息处理学科专业现代通信中的智能信号处理技术研究方向工学硕士申请学位类别二零一四年三月论文提交日期万方数据ResearchonMACProtocolwithCross-LayerDesignforWirelessCooperativeNetworksThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDeg

2、reeofMasterofEngineeringByPuXuechenSupervisor:Prof.CaoXuehongMarch2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实

3、，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：_______

4、_____日期：_____________万方数据摘要无线协作通信中的跨层设计是一项重要的理论创新，与传统分层设计不同，跨层设计充分利用通信系统中各层之间的相关性，将无线协作网络的协议进行整体设计。本文主要研究基于跨层设计的协作MAC协议，重点是针对节点能量有限的无线协作网络场景中有关生命周期方面的研究。首先提出基于节点效用的跨层协作MAC协议，节点效用综合考虑了剩余能量信息及信道状态信息，该跨层MAC协议根据节点效用值设置退避时间，选择最优的中继节点，根据选择的中继节点调整物理层的发射功率，以达到节省能量，延长整个网络生

5、命周期的作用。其次，联合考虑功率控制和速率选择，提出一种基于链路性能的跨层协作MAC协议。该协议物理层采用放大转发的协作模式，数据链路层采用组间竞争，组内竞争和冲突竞争等三种竞争方式。结合物理层和数据链路层分析提出链路性能的概念，选择链路性能最好的节点作为最优中继节点，该最优中继节点拥有较高的数据传输速率和较多的剩余能量。仿真结果表明该跨层协作MAC协议可有效延长无线网络生命周期，提高能量利用率。关键词:协作MAC协议，功率分配，节点效用，链路性能，跨层设计，生命周期I万方数据AbstractCross-layerdesi

6、gnisanimportanttheoreticalinnovationforwirelesscooperativecommunication.Differentfromthelayereddesign,itviewsseperativenetworklayersasawholedesign.ThisdissertationstudiesonMACprotocolwithcross-layerdesigninwirelesscooperativecommunication,andfocusonprotocoldesignf

7、ortheenergylimitiedwirelesscooperativenetworkscenarios.Inthispaper,toexternthelifetimeofthenodeenergylimitedwirelesscooperativenetwork,anode-utility-basedwithcross-layercooperativeMACprotocolispresented.Remainenergyandchannelstateinformationareconsideredtoselectab

8、estrelayinthedatalinklayer.Thenpowerisoptimallyallocatedtosourceandrelaynodeswiththeobjectiveofminimizingthetotaltransmissionpower.Thesimulationresultss