中继系统基于QoS保障的跨层优化设计  

Cross-layer optimization and design based on QoS guarantees in the relay system

作　　者：唐伦[1] 张荣荣[1] 陈前斌[1] 

机构地区：[1]重庆邮电大学移动通信技术重点实验室,重庆400065

出　　处：《西安电子科技大学学报》2013年第2期72-81,共10页Journal of Xidian University

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60972070);重庆市自然科学基金资助项目(CSTC2009BA2090);重庆市教委基金资助项目(KJ100514);重庆邮电大学博士启动基金资助项目(A2011-2);重庆市科委重点实验室专项经费资助项目

摘　　要：针对中继系统如何满足QoS要求并提高系统吞吐量的问题,提出了在Nakagami-m衰落信道下,联合物理层自适应调制编码(AMC)和链路层协作混合自动请求重传(CHARQ)技术的跨层优化设计方案.该方案利用状态转移图研究了中继系统丢包率性能,采用排队论模型分析了数据包排队时延性能.在满足丢包率、排队时延和传输时延等约束条件下,建立了最大化系统吞吐量的跨层优化模型.仿真结果表明,联合CHARQ与AMC的跨层设计方案,可以在满足QoS要求的情况下,实现最优的吞吐量、最小的丢包率及最短的排队时延和传输时延.In order to improve the throughput and guarantee the quality-of-service （QoS） for a relay system, a cross-layer design scheme which combines adaptive modulation and coding （AMC） at the physical layer with cooperative hybrid automatic repeat request （CHARQ） at the link layer is proposed over the Nakagami-m fading channel. Firstly, the system packet loss rate （PLR） is described and analyzed through the state transition diagram. Then, the queuing delay is derived using the queuing theory. Moreover, a cross-layer model for maximizing system throughput is presented under the constraints of PLR, queuing delay and transmission delay. Numerical results show that the cross-layer design scheme combining CHARQ with AMC can achieve the optimal throughput, the smallest PLR and the shortest queuing delay and transmission delay.

关 键 词：混合自动请求重传 自适应调制编码 状态转移图 MARKOV模型 NAKAGAMI-M信道 

分 类 号：TN929.5[电子电信—通信与信息系统]