無線網絡中物理層與MAC層的聯(lián)合優(yōu)化設計.pdf

1、由于無線信道時變衰落的自然特性和新興的高速實時多媒體業(yè)務對無線網絡QoS的要求，傳統(tǒng)的那種各個層面獨立進行優(yōu)化和設計的分層式網絡結構并不適用于現代的無線網絡。因此，人們提出了一種對多個層面進行聯(lián)合優(yōu)化的跨層優(yōu)化設計的概念。物理層和MAC(媒體接入控制)層是無線網絡對其性能影響最大的兩層，這兩個層面的聯(lián)合優(yōu)化設計是目前無線網絡跨層優(yōu)化設計中的熱點問題。 本文主要研究基于物理層和MAC層聯(lián)合優(yōu)化的資源分配算法。本文先對目前無線網絡中

2、物理層和MAC層的一些自適應技術進行討論和分析，指出聯(lián)合優(yōu)化給系統(tǒng)整體性能帶來的增益，并且總結目前物理層與MAC層的各種聯(lián)合優(yōu)化算法。 針對多載波系統(tǒng)中的資源分配問題，本文提出了一種OFDMA系統(tǒng)中基于遺傳算法的聯(lián)合優(yōu)化設計。利用遺傳算法來解決多載波系統(tǒng)中物理層與MAC聯(lián)合優(yōu)化的資源分配問題。把多載波系統(tǒng)中物理層與MAC層聯(lián)合優(yōu)化的資源分配問題分為子載波分配和分組調度兩部分。提出一種基于平均等待時延公平性的調度算法，該調度算法利

3、用隨機逼近的方法來最大化系統(tǒng)的吞吐量和保證用戶間的公平性。針對OFDMA系統(tǒng)的特性，設計出一種遺傳算法來求解資源分配中的子載波分配問題。仿真結果表明該算法能有效地提高系統(tǒng)的性能和保證用戶間的公平性。 本文最后提出一種分組調度和子載波分配交替迭代進行的資源分配算法。這種資源分配算法以數據包為資源分配的基本單位，分組調度算法先根據信道信息和MAC層隊列信息選擇出一個要發(fā)送的數據包，然后子載波分配算法根據每個子載波上的信道情況給該數據