基于不同物理層技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)性能研究.pdf

1、新型物理層技術(shù)的應(yīng)用是提升網(wǎng)絡(luò)性能和推動下一代通信系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵。如何在網(wǎng)絡(luò)中有效發(fā)揮這些物理層技術(shù)的優(yōu)勢是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的重要問題。本論文通過搭建系統(tǒng)的理論框架來研究不同物理層技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)性能帶來的影響。該理論框架結(jié)合上層協(xié)議,能夠刻畫多種性能指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的相互關(guān)系。通過對該框架的分析,本文對多種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并基于此對未來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計提出了一定的指導(dǎo)性意見。本論文由兩部分組成,分別對應(yīng)了雙向中繼和多用戶MIMO這兩種物理層技術(shù)的研究

2、。
　　針對雙向中繼技術(shù),我們考慮一個線狀多跳網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?利用信息論的理論,推導(dǎo)出當(dāng)應(yīng)用雙向中繼信道傳輸數(shù)據(jù)時,整個網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率和能量效率。通過對該理論框架的分析,我們在整體考慮多項物理層參數(shù),如傳輸速率、處理能耗、路徑長度和中繼數(shù)目等的同時,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率、能量效率和傳輸時延,并基于此選擇最佳的路由路徑。該理論框架能夠幫助我們深刻理解雙向中繼技術(shù)對路由協(xié)議產(chǎn)生的影響,對未來的協(xié)議設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。
　　針對多用戶

3、MIMO技術(shù),我們重點考慮最近被提出的基于CSMA/CA機制的多用戶 MIMO無線局域網(wǎng),通過構(gòu)建理論模型來分析該網(wǎng)絡(luò)的飽和吞吐量和平均接入時延。我們還提出了一個分布式的機會傳輸機制。該機制在基于CSMA/CA機制的多用戶MIMO無線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上,引入了一個閥值變量,只允許并行速率超出閥值的節(jié)點競爭并行傳輸?shù)臋C會。與仿真結(jié)果進(jìn)行對比顯示出我們的理論模型能夠精確的估計網(wǎng)絡(luò)的性能。利用該理論模型,我們分析了網(wǎng)絡(luò)的飽和吞吐量和平均接入時延隨