基于OFDMA系統(tǒng)的多信道MAC協(xié)議研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)早在上世紀(jì)60年代便開(kāi)始應(yīng)用，軍事通信為其首要應(yīng)用領(lǐng)域，該技術(shù)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)限制了它在當(dāng)時(shí)的進(jìn)一步應(yīng)用。在70年代隨著離散傅立葉變化可以實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，OFDM技術(shù)逐步向?qū)嵱没~進(jìn)。在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和高速硬件的發(fā)展推動(dòng)下，OFDM在A(yíng)DSL、VDSL和HDTV等系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在90年代以后OFDM的發(fā)展進(jìn)一步延伸到了無(wú)線(xiàn)信道下的寬帶傳輸。
　　在OFDM系統(tǒng)中，同一時(shí)間段內(nèi)的子載波都被分配到一個(gè)

2、用戶(hù)。而在OFDMA系統(tǒng)中，不同的子載波組被分配到不同的用戶(hù)使用，使用不同子載波的站點(diǎn)在同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)理論上不存在任何干擾。這就形成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)站點(diǎn)擁有多個(gè)同步射頻端設(shè)備的多信道網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。文章在此基礎(chǔ)上提出了Pipelined Opportunistic Multi-channel MAC（POM-MAC）協(xié)議，該協(xié)議提供了多信道交互以及多速率傳輸?shù)墓δ?，提高了網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)帶寬的利用率，并且將介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層的控制開(kāi)銷(xiāo)區(qū)分為帶寬相關(guān)型和非帶

3、寬相關(guān)型兩類(lèi)，使網(wǎng)絡(luò)的MAC層以流水線(xiàn)的方式工作。本文使用NS2仿真工具設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了OFDMA環(huán)境下的多信道仿真模型，通過(guò)仿真證實(shí)了POM-MAC協(xié)議在信道利用率，報(bào)文時(shí)延，能耗和公平性等多方面的優(yōu)勢(shì)。
　　本文取得的成果如下：首先，依據(jù) OFDMA系統(tǒng)特點(diǎn)，將其模擬成為同步的半雙工多信道模型，同時(shí)加入速率控制機(jī)制對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。此外在該多信道模型下引入一種全新的流水線(xiàn)式的信道訪(fǎng)問(wèn)與調(diào)度算法。該算法使用兩次退避過(guò)程，分別基于對(duì)OFD