无线网络的PHY-MAC跨层设计技术研究

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1、重庆邮电大学硕士论文摘要摘要随着通信技术的发展，无线通信倍受人们关注，这主要是因为无线网络具有很多优点，它是传统有线网络的补充和改进。但是无线网络通信也存在很多的缺点：无线随机接入机制容易使数据帧发生碰撞而导致帧的丢失；无线局域网因为ISM通信频段的使用而出现争夺频率资源的情况，等等。这些都将影响无线通信性能。基于无线网络的这些缺点，人们提出了很多行之有效的解决方案。跨层设计是其中很有代表性的方案。基于此，本文着重研究跨层设计。首先介绍了跨层设计的基本概念和思想，并讨论了一些已有的跨层设计方法；分析了MAC层协议中提出的几种媒体接入控制算法，如DCF算法、PP

2、S多包接收技术；接着分析了两种与多包接收相关的跨层设计方案：网络辅助分集多接入算法，MPR—p算法。接着分析了自己所设计的一种跨层设计方案一数字喷泉方案。此种方案无需跨层交互甚至可以不需要反馈信道就可以实现可靠传输的目的，数字喷泉编码可以灵活地应用于物理层或MAC层，因而是一种比较好的“跨层设计”。为此，本文重点分析了基于喷泉编码的设计方案，讨论了使用喷泉编码的可靠单播和多播方法。详细研究了数字喷泉方式的基本原理，介绍了几种实际的喷泉编码，提出了一种基于RS码的喷泉编码及喷泉迭代译码算法，使用理论分析和仿真的方法研究了RS喷泉码的可靠单播和可靠多播的性能。跨层

3、设计的基本思想是层间联合优化以达到优化整个系统的目的。广义地讲，对某一层单独进行优化，提高整个系统性能也属于跨层设计的范畴。因此，本文还研究了多用户系统物理层优化的一种方法：多用户发送分集技术。提出多用户联合编码发送的方法，通过仿真将提出的方案与传统的各用户独立发送的方法作了分析比较，验证了所提出的方法的有效性。关键词：综合性能，跨层设计，数字喷泉码，多用户发送分集重庆邮电大学硕士论文AbstractWimmedeVelopmentofthecom删cationtechniques，wirelesscommunicationshaVe甜achedmore锄dm

4、oreattentionsbecausetlleyhaVem锄yadvaIltagescompared、析th、析redco埘【111unication．hlf．act，wirelesscommunications锄．ethena．turalextensionsof谢redcommullicatioIls．Theyaremoreflexiblethan、ⅣiredcommunicatiollsbecauSetlleycaIlserveusersallytimeandaIl”mere．HoweVer州relesscoImullicationsalsohaVea1

5、0tofdisadVaIltages．First0fall，duetot11ebroadcaStingnatureofradiopromulgating，thesignalf．romoneuserwillbeinte疵redbythesignalsf．romotlleruserSwo凼ngatthes锄e行equencyband．Ina啪domaCcesssystem，t11isinterf．erencesleadtocollisions锄dcausethelossoff．r锄es．Secondly，ramospectmmresourcesaremuchcos

6、tlythan、Viredspectll埘becauseineVenalocalare如alotofradioequipmentsco·exist．Theseequipmentsmaycompeteforspec仇肛nresources．Thusinamulti—userenViro砌ent，inte疵rences锄dcollisionsmayreducetlleBER锄dBLERpe墒姗anceordecreasetlleaCcessthrou曲put．RegardingmedisadV锄tagesin而relessnetwork，maIlyresearch

7、erShaVeproposedlotsofuSe如lsolutions．In竹liswork，wefocusonthecross—layerdesign．Inparticul鸩seVeralaccesscon仃olaritl埘eticinMAC-layerprotocol，likeDCF撕tl皿eticandPPSmulti-packetreceiVingtecllIliqueare舡lalyzed．MoreoVer，tv旧cross-layerdesignschemesbaSedonPPSmulti·packetreceiVingtecmqlle，thati

8、sNDMAandMPR-p撕thmet