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宽带无线通信系统中MAC层和PHY层联合优化的研究

作　者: 林翌
导　师: 樊祥宁
学　校: 东南大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: OFDM 宽带无线接入系统跨层优化自适应编码调制信道预测调度
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

现代宽带无线通信主要面临的两大问题是无线信道的衰落和带宽利用率低的问题,对于前者我们可以使用目前的主流技术正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)来克服其中的大部分衰落,包括多径衰落、频率选择性衰落等等;对于后者,目前主要的解决手段就是引入跨层优化。本文以基于802.16-2004标准的OFDM系统为背景,了解了协议中的自适应编码调制(AMC,Adaptive Modulation and Coding)的原理,并在仿真中研究了其工作流程及存在的一些不足,针对其的不足之处,在MAC层引入了信道预测,使AMC能够进一步挖掘系统的吞吐量。全文的内容安排如下:首先在第一章针对研究背景作了详细的介绍,简单介绍了宽带无线通信系统和跨层优化的概念。接着第二章简单介绍了本文研究所基于的802.16系统仿真平台的整体框架,并对物理层模块、信道模块、管道模块的实现作了详细描述。然后在第三章从对自适应传输技术的介绍中引出自适应编码调制(AMC)的原理及发展情况,之后引出了在本文所基于的系统中信道预测存在的必要性,并对几种经典的信道预测方法的优缺点作了详细叙述。从第四章开始是本文的核心,提出了在宽带无线接入系统的MAC层利用信道预测的结果来控制自适应编码调制,并将AMC结果反映给调度器,使得对帧资源的调度更准确更有效,从而实现了针对AMC的MAC层和PHY层之间的跨层优化。第五章对两种不同业务仿真场景中,分别采用信道预测与不采用信道预测情况下的结果作了比较和分析。最后在第六章提出了论文的结论与展望,总结了本文了成果及不足之处,讨论了在本研究方向上今后的工作重点。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
插图目录  8-10
表格目录  10-11
缩略语  11-13
第一章绪论  13-17
  1.1 研究背景  13-16
    1.1.1 宽带无线通信系统概述  13-14
    1.1.2 跨层优化概述  14-16
  1.2 本文内容安排  16-17
第二章 802.16 仿真平台简介  17-31
  2.1 系统概要  17-23
    2.1.1 网络拓扑结构  17
    2.1.2 子网模型  17-18
    2.1.3 协议栈模型  18
    2.1.4 节点模型  18-20
    2.1.5 节点内部进程模块图  20-23
  2.2 物理层模块工作原理  23-27
    2.2.1 TC 子层工作原理  24-25
    2.2.2 PHY 子层工作原理  25
    2.2.3 聚合  25-27
  2.3 管道建模  27-28
  2.4 信道模拟  28-31
    2.4.1 MATLAB 部分  29
    2.4.2 OPNET 管道建模部分  29-31
第三章自适应编码调制及信道预测  31-35
  3.1 自适应传输技术概述  31-32
  3.2 自适应编码调制（AMC）  32
  3.3 信道预测的意义  32
  3.4 信道预测的发展和现状  32-35
第四章针对AMC 的跨层优化设计  35-49
  4.1 设计思路  35-38
  4.2 性能估计  38-40
  4.3 802.16-2004 系统中的AMC 过程及仿真实现  40-46
  4.4 改进的AMC 过程及仿真实现  46-49
第五章仿真结果及分析  49-61
  5.1 仿真场景介绍  49-50
    5.1.1 VOD 业务场景1  49
    5.1.2 VOD 业务场景2  49
    5.1.3 FTP 业务场景1  49
    5.1.4 FTP 业务场景2  49-50
  5.2 仿真结果及分析  50-59
    5.2.1 VOD 业务场景1  50-53
    5.2.2 VOD 业务场景2  53-56
    5.2.3 FTP 业务场景1  56-58
    5.2.4 FTP 业务场景2  58-59
  5.3 结论  59-61
第六章论文总结  61-63
致谢  63-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表文章  67

宽带无线通信系统中MAC层和PHY层联合优化的研究

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