无线分组通信系统跨层模型研究论文

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1、华中科技大学博士学位论文无线分组通信系统跨层模型研究姓名：刘建申请学位级别：博士专业：信息与通信工程指导教师：朱光喜20080528分类号学号2002521810019学校代码10487密级博士学位论文无线分组通信系统跨层模型研究学位申请人：刘建学科专业：信息与通信工程指导教师：朱光喜教授答辩日期：2008年5月28日ADissertationSubmittedtoAcademicDegreesEvaluationCommitteeofHUSTfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchonCross-LayerMod

2、elforWirelessPacketCommunicationSystemsPh.DCandidate:LiuJianMajor:Information&CommunicationEngineeringSupervisor:Prof.ZhuGuangxiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei,P.R.ChinaMay,2008独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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研

3、究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学博士学位论文摘要全

4、球移动通信和互联网的兴起，使得宽带化、个人化、分组化成为大势所趋。如何在宽带无线分组移动网络中提供更多丰富可靠的多媒体业务，如：数据业务、流媒体业务、视音频广播业务、VoIP业务等等，成为无线移动通信领域内的研究热点。本论文正是在国家“十五”863计划重大课题“新一代蜂窝移动通信系统无线传输链路技术研究（2001AA123014）”、“TDD系统高层协议、自适应链路和编译码设计与实现”（编号2003AA12331005）和国家自然科学基金重大项目“未来移动通信系统基础理论与技术研究”子课题“基于MIMO-OFDM系统的空中接口自适应技术研究（60496310）”的资助下，针对无线

5、分组通信系统中的若干问题，如多载波多业务的QoS保障、多天线多载波多业务的QoS保障、多用户多业务的QoS保障以及支持无线移动的高效TCP/IP协议栈架构等进行了研究。全文研究共分为六部分。第一部分分析了用户评价体系。论文讨论了用户侧对通信过程的观察与体验，提炼出四个评价指标，并根据用户对业务体验差别，提出四种评价函数。用户评价最大化是综合用户对各类业务的评价过程，对通信系统的参数和结构调整具有指导意义。最后讨论了跨层优化的一般准则。第二部分分析了单用户多载波多业务系统的跨层优化问题。在确定此类问题的约束条件后，一般是业务QoS约束和空口资源约束，以用户评价最大化为优化目标，推导

6、资源分配算法。根据空口资源的差异性，证明了最佳信道分配给最紧迫分组算法在资源利用上的最优性。根据上述算法，调度以用户评价的最大化为目标，对各个业务分组实时进行资源调配，从而最终使得用户评价最大化，即也保障了业务的QoS。第三部分分析了单用户多载波多天线多业务系统的跨层优化问题，以OSTBC-OFDM系统为实例进行了深入研究。分析了OSTBC的分集增益与信道矩阵的F范数的关系；同时根据数据链路层的时延特性分析，获取业务分组的权重，并根据业务分组的权重推导业务分组的PSR需求；结合上述信道矩阵增益和PSR需求，同时遵循第二部分中所论述的多载波分配准则，以用户评价最大化为目标进行资源调

7、度，进而保障用户业务的QoS。第四部分扩展了第三部分的结论，考虑多用户场景，并将空口资源定义为多维空间，不限定于时、频、空域范围内，只约定资源空间为正交的结构固定的多维空间。以多用户评价平均值最大化为优化准则，即MUER准则，在策略控制约束下，设计实现两级调度框架，第一级为用户的业务分组调度，第二级为多用户间的业务I华中科技大学博士学位论文分组调度。以策略控制影响多用户评价的平均值，使得调度器在多用户之间在资源争用时具有偏向性的选择，进而平衡用户的公平性和业务的QoS保障，最终达