第四代移动通信系统的跨层设计研究

论文摘要

移动通信在世界范围内的高速发展促使人们对移动通信系统提出了更高的业务需求。第四代移动通信（4G）系统作为对目前第二代（2G）移动通信系统和第三代（3G）移动通信系统的升级，能够为人们提供更丰富的服务功能，更快的信息传输速度，更便捷的通信方式。第四代移动通信系统是一个与互联网实现融合的全IP网络，能够提供完全集成的语音业务和数据业务，并且整合了多种异质网络。在这样一个系统内，如何实现网络协议栈各层协议之间的相互协调配合，从而保证系统的高效运行是一个值得关注的关键问题。针对移动通信系统及TCP／IP协议的基本特性，本论文研究了第四代移动通信系统在网络协议设计方面的若干关键技术，论文围绕无线网络的跨层设计（Cross-Layer Design）机制，研究了无线TCP的跨层改进策略、TCP同链路层的跨层性能分析、多用户OFDM系统内的无线分组跨层调度算法，移动IP网络内的跨层切换机制以及Ad Hoc网络内的跨层MAC协议，本文的主要工作如下： 1．提出了一种新的基于蜂窝网络上行链路的TCP跨层改进机制-LLT-TCP。该改进机制利用链路层的分组传输信息来控制TCP层超时定时器的启动过程，从而有效抑制了无线链路的

论文目录

• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 第四代移动通信系统的的特征及面临的主要问题
• 1.2.1 第四代移动通信系统的的特征
• 1.2.2 第四代移动通信系统面临的主要问题
• 1.2.3 第四代移动通信系统跨层设计的研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 第四代移动通信系统跨层设计的基本原理
• 2.1 跨层设计简介
• 2.2 跨层设计的原理
• 2.2.1 物理层上的跨层设计机制
• 2.2.2 链路层上的跨层设计机制
• 2.2.3 网络层上的跨层设计机制
• 2.2.4 传输层上的跨层设计机制
• 2.2.5 应用层上的跨层设计机制
• 2.2.6 跨层信息交互方式
• 2.2.7 跨层设计机制的总结
• 2.3 跨层设计机制存在的问题
• 2.3.1 系统的扩展性
• 2.3.2 协议栈的设计
• 2.3.3 系统的仿真及建模
• 参考文献
• 第三章 无线 TCP协议的跨层改进机制及性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 端到端的传输控制协议（TCP）
• 3.2.1 TCP差错控制过程
• 3.2.2 TCP吞吐量控制机制
• 3.2.3 TCP拥塞控制机制
• 3.3 无线环境下 TCP拥塞控制算法存在的问题
• 3.3.1 现有的无线链路中增强 TCP性能的方法
• 3.3.2 TCP协议同底层协议的相互作用
• 3.4 基于蜂窝系统上行链路的TCP跨层改进机制
• 3.4.1 上行链路对传统 TCP协议性能的影响
• 3.4.2 跨层改进机制的工作原理
• 3.4.3 网络仿真结果及分析
• 3.5 混合ARQ机制对TCP性能的影响
• 3.5.1 混合ARQ机制下的分组传输模型
• 3.5.2 混合ARQ机制下分组传输性能的分析
• 3.5.3 混合ARQ机制下TCP性能的性能分析
• 参考文献
• 第四章 多用户OFDM系统的无线IP分组跨层调度算法
• 4.1 引言
• 4.2 多用户OFDM系统简介
• 4.2.1 OFDM传输技术的基本原理
• 4.2.2 多用户OFDM系统下行链路的基本特性
• 4.2.3 基于OFDM系统的调度算法
• 4.3 无线IP分组跨层调度算法
• 4.3.1 分组跨层调度算法的基本思想
• 4.3.2 系统模型描述
• 4.3.3 IP层的分组调度
• 4.3.4 链路层的资源分配
• 4.4 仿真环境及模型
• 4.4.1 仿真环境
• 4.4.2 业务源模型
• 4.4.3 无线信道模型
• 4.4.4 分组传输模型
• 4.5 网络仿真结果及分析
• 4.5.1 系统的业务质量保证
• 4.5.2 系统的传输效率
• 4.5.3 系统的公平性
• 参考文献
• 第五章 移动IP协议的跨层切换机制
• 5.1 引言
• 5.2 现有的移动IP切换机制及其存在的问题
• 5.2.1 移动IP的工作过程
• 5.2.2 现有的移动IP切换机制
• 5.2.3 现有切换机制存在的问题
• 5.3 基于组播的跨层切换机制
• 5.3.1 跨层切换机制的基本思想
• 5.3.2 链路层触发信息
• 5.3.3 切换控制过程
• 5.3.4 数据转发过程
• 5.3.5 跨层切换机制的优势
• 5.4 跨层切换机制性能的数值理论分析
• 5.4.1 理论分析模型
• 5.4.2 IP层切换时延分析
• 5.4.3 分组丢失率分析
• 5.4.4 无线信令代价分析
• 5.4.5 数值结果及分析
• 5.5 链路层触发信息小结
• 参考文献
• 第六章 基于 OFDM的无线 Ad Hoc网络跨层MAC协议
• 6.1 引言
• 6.2 Ad Hoc网络的信道共享方式
• 6.3 现有的Ad Hoc无线网络MAC协议
• 6.3.1 基于握手方式的MAC协议
• 6.3.2 基于忙音方式的MAC协议
• 6.4 基于OFDM的跨层MAC协议
• 6.4.1 跨层MAC协议的基本思想
• 6.4.2 忙音信号的产生及检测
• 6.4.3 MAC层的控制机制
• 6.4.4 跨层MAC协议的分析
• 6.4.5 跨层MAC协议的优势
• 6.5 具有服务质量保证的跨层退避机制
• 6.5.1 现有退避机制的缺陷
• 6.5.2 跨层退避机制的原理
• 6.5.3 退避竞争窗口的选取
• 6.5.4 跨层退避机制的性能分析
• 6.5.5 仿真结果及讨论
• 参考文献
• 第七章 结束语
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 下一步的研究方向
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录