自適應傳輸關鍵技術與應用研究.pdf

1、隨著人們對未來無線通信系統(tǒng)性能要求的不斷提高，為了提高數據傳輸的速率和可靠性，并在有限的頻帶資源下提供更高的頻譜效率，鏈路自適應傳輸技術已逐步成為現(xiàn)代乃至未來無線通信研究的關鍵技術之一，并受到業(yè)界廣泛關注。
　　 鏈路自適應技術旨在根據無線信道在時間、空間和頻率等維上的變化，動態(tài)地調整發(fā)射機和接收機的參數，在維持不同業(yè)務的傳輸質量的前提下，進一步提高無線通信系統(tǒng)的平均頻帶利用率，使無線信道資源得到最大限度的利用。自適應編碼調制技

2、術是鏈路自適應技術中的典型實例之一，它根據信道環(huán)境的變化自適應地調節(jié)調制編碼方式，在信道環(huán)境較差時采用低階調制和低碼率的編碼，而在信道條件較好時采用高階調制和高碼率的編碼。
　　 本文圍繞鏈路自適應傳輸技術，基于跨層聯(lián)合優(yōu)化方法以及AMC、HARQ、LTE-Turbo碼和多天線等先進技術，從理論研究和實際應用兩方面對無線通信系統(tǒng)的自適應傳輸技術進行了深入研究與分析，提出了基于HARQ和AMC的聯(lián)合跨層自適應傳輸方案，將單天線信道

3、環(huán)境下基于LTE-Turbo碼的AMC-ARQ系統(tǒng)的應用擴展到多天線環(huán)境中，研究并探討了鏈路自適應技術在圖像傳輸和視頻通信中的應用。
　　 本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　 第一，提出了基于HARQ的跨層自適應傳輸模式?；谧赃m應調制編碼技術和混合自動請求重傳技術的基本原理和特點，將Turbo碼與上述技術相結合。研究分析了HARQ性能，在滿足數據鏈路層的誤包率和延時的前提下，將Type-Ⅱ型HARQ和Type-Ⅲ型HA

4、RQ應用在物理層和數據鏈路層的跨層設計中；進一步研究了HARQ聯(lián)合AMC技術的跨層設計，推導出了系統(tǒng)平均誤包率和系統(tǒng)平均傳輸次數的數學表達式。仿真結果表明，采用這種跨層設計的自適應傳輸技術，大大降低了系統(tǒng)的誤包率，提高了系統(tǒng)頻譜利用率。
　　 第二，結合LTE-Turbo編碼技術，提出了基于LTE-Turbo碼的鏈路自適應傳輸系統(tǒng)模型。系統(tǒng)研究了鏈路自適應技術及其在單天線系統(tǒng)中的應用。由于實際的無線信道通常受各種外界干擾及多徑衰

5、落等因素影響，接收的信號會產生大幅度的變化，鑒于此，本文采用了基于LTE-Turbo碼的跨層設計，在物理層采用自適應編碼調制技術，同時在鏈路層采用選擇重傳ARQ機制，并對比了不同機制的性能，研究結果表明，采用AMC聯(lián)合ARQ技術時的系統(tǒng)頻帶利用率會比只采用AMC技術或只采用ARQ技術時的系統(tǒng)頻帶利用率要高。
　　 第三，將AMC聯(lián)合ARQ的跨層設計由單天線系統(tǒng)擴展到MIMO多天線信道環(huán)境下，利用Turbo碼的優(yōu)異編碼增益及STB

6、C可獲得的分集增益，將Turbo碼與STBC級聯(lián)，推導出系統(tǒng)在Nakagami-m及Rayleigh信道下的數學模型和在不同信道狀態(tài)下系統(tǒng)的頻譜利用率特性。文中給出了采用不同信道模型和不同的發(fā)射接收方案的仿真結果，通過對比不同方案的仿真結果，可以看出采用AMC-ARQ方案在MIMO信道下系統(tǒng)的頻譜利用率比在單天線信道下得到了很大提高。
　　 第四，從面向實際應用的角度出發(fā)，針對靜態(tài)圖像傳輸和動態(tài)視頻傳輸，分別研究了上述自適應傳輸