[01368076]宽带无线通信网络中的跨层设计与资源优化

课题来源于国家自然科学基金项目。　　当前，无线网络通信业务正从单一的低速话音业务逐步转向各种多媒体数据业务、高速图像传输业务等。为了支持这些具有不同QoS参数要求的业务，需要彻底改变原先固定不变的协议分层框架，以大幅度提高系统的各项性能。因此，无线网络的跨层设计作为下一代移动通信的关键技术，已经被越来越多的国内外研究机构所关注，跨层设计的关键理论与技术就是自适应机制，它打破了原有的独立结构分层，成为一个无层概念的动态分配链，以期获得具有更高的可靠性和有效性的传输网络，具有重要的理论和应用价值。　　跨层联合设计是一个非常广泛的概念，它包括简单的跨两个层的设计，如自适应编码调制（AMC）和HARQ、联合信源信道编码；它同样包括针对跨高层的设计，如结合网络层的路由协议，调整物理层和链路层对应参数以达到最大的系统吞吐量或者期望的QoS。目前对跨层的研究所面临的最大挑战是所有层综合考虑联合设计，这也是本项目的最终目标。　　目前，国内外对跨层设计的研究根据研究方法的不同主要分为两大主流，top-down型和bottom-up型。第一种研究方法是利用所有可用的资源来最大化系统的某个QoS（Quality of SerⅥce）。因为几乎所有的源变量都集中在系统的低层，而系统的QoS是高层中的一个反应系统性能的量，所以称之为top-down。第二种研究方法和第一种完全相反，它是从高层向低层传递信息，通过设定QoS从而通过协议子高层到低层来最小化源变量。　　本项目采用了由低层到高层的方法，从联合物理层与MAC层的简单跨层设计方案入手，逐步扩展到网络层、传输层及应用层，即由联合两层分析逐步延伸到联合多层分析。重点研究了基于链路自适应编码调制的HARQ技术、LDPC码在跨层设计中的应用、MIMO-OFDM系统的编解码技术、保证时延的功率分配策略、基于虚拟MIMO技术的无线传感器网络跨层设计及联合物理层和应用层的无线资源分配策略等。该项目所研究内容以理论创新为基础，注重成果的实际应用，具有重要的理论和应用价值。