隨著5G時(shí)代的到來,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的大量部署,邊緣無線網(wǎng)絡(luò)迫切需要更大的網(wǎng)絡(luò)容量、更小的傳輸延遲和更高的頻譜利用率來支撐數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長和多樣化的應(yīng)用需求。作為5G候選技術(shù)的帶內(nèi)全雙工技術(shù)憑借著可以在同一頻率上同時(shí)收發(fā)報(bào)文實(shí)現(xiàn)頻譜利用效率的倍增,得到了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而,如何利用全雙工技術(shù)點(diǎn)到點(diǎn)之間的潛在通信優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級(jí)的性能提升,需要介質(zhì)訪問控制（MAC）層和更高層協(xié)議的配合。其中,MAC層協(xié)議的性能直接關(guān)系到上層協(xié)議的表現(xiàn),決定了上層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)性能上限。因此,本文重點(diǎn)研究全雙工MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。為了解決無線全雙工信道競(jìng)爭(zhēng)中的節(jié)點(diǎn)間干擾和非對(duì)稱流量問題,本文首先提出了一種新型的集中式全雙工MAC協(xié)議,pFD-MAC。在該協(xié)議中,本文設(shè)計(jì)了一種基于輪詢的傳輸機(jī)制,并對(duì)輪詢策略在全雙工網(wǎng)絡(luò)中的影響進(jìn)行了研究。通過將節(jié)點(diǎn)間干擾特征表征為有向非沖突圖,將全雙工網(wǎng)絡(luò)中的輪詢策略生成問題進(jìn)行了理論建模,并證明該問題是NP難問題。為了可以在報(bào)文傳輸?shù)耐瑫r(shí)并行快速的生成輪詢策略,設(shè)計(jì)了一個(gè)流量感知的啟發(fā)式算法。采用該算法生成的輪詢策略,使得接入點(diǎn)（AP）可以有效地利用全雙工通信機(jī)... 

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)使用說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 邊緣無線網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
        1.1.2 邊緣無線網(wǎng)絡(luò)中的研究內(nèi)容
    1.2 帶內(nèi)全雙工通信中的研究內(nèi)容
    1.3 本文主要研究工作
        1.3.1 集中式全雙工MAC協(xié)議設(shè)計(jì)
        1.3.2 分布式全雙工MAC協(xié)議設(shè)計(jì)
        1.3.3 全雙工部署問題分析與優(yōu)化
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)技術(shù)與研究
    2.1 全雙工通信技術(shù)
        2.1.1 全雙工通信的基本概念
        2.1.2 自干擾消除技術(shù)
        2.1.3 全雙工通信中的干擾模型
        2.1.4 全雙工通信中的傳輸模型
    2.2 無線MAC協(xié)議
        2.2.1 IEEE802.11協(xié)議
        2.2.2 全雙工MAC協(xié)議分類
        2.2.3 典型的全雙工MAC協(xié)議
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于集中式調(diào)度的全雙工MAC協(xié)議
    3.1 前言
    3.2 系統(tǒng)模型與問題描述
        3.2.1 系統(tǒng)模型
        3.2.2 問題描述
    3.3 基于輪詢的MAC協(xié)議框架設(shè)計(jì)
        3.3.1 信息采集
        3.3.2 傳輸調(diào)度
        3.3.3 報(bào)文傳輸
    3.4 輪詢策略生成算法
        3.4.1 公平性調(diào)度
        3.4.2 非沖突圖構(gòu)建
        3.4.3 輪詢策略生成問題
        3.4.4 流量感知的輪詢策略生成算法
        3.4.5 示例
    3.5 性能評(píng)估
        3.5.1 仿真參數(shù)
        3.5.2 仿真結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于分布式調(diào)度的全雙工MAC協(xié)議
    4.1 問題描述
    4.2 系統(tǒng)模型與問題建模
        4.2.1 系統(tǒng)模型
        4.2.2 全雙工非對(duì)稱傳輸調(diào)度問題建模
    4.3 基于窗口約束的貝葉斯優(yōu)化算法設(shè)計(jì)
        4.3.1 貝葉斯優(yōu)化框架
        4.3.2 獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.3 收斂速度提升
        4.3.4 動(dòng)態(tài)環(huán)境支持
        4.3.5 算法描述
    4.4 傳輸機(jī)制設(shè)計(jì)
        4.4.1 傳輸機(jī)制概述
        4.4.2 非對(duì)稱傳輸流程設(shè)計(jì)
        4.4.3 幀格式設(shè)計(jì)
    4.5 MAC協(xié)議設(shè)計(jì)
    4.6 性能分析
        4.6.1 報(bào)文成功傳輸?shù)母怕?br>        4.6.2 全雙工有效負(fù)載
        4.6.3 網(wǎng)絡(luò)吞吐率
    4.7 性能評(píng)估
        4.7.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        4.7.2 協(xié)議模型測(cè)試
        4.7.3 優(yōu)化算法有效性測(cè)試
        4.7.4 網(wǎng)絡(luò)吞吐率提升
        4.7.5 學(xué)習(xí)增幅因子ρ對(duì)算法收斂性影響
        4.7.6 移動(dòng)性支持
    4.8 本章小結(jié)
第五章 全雙工接入點(diǎn)部署問題分析與優(yōu)化
    5.1 問題描述
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        5.2.2 傳播和干擾模型
        5.2.3 全雙工傳輸模型
    5.3 全雙工傳輸機(jī)會(huì)理論分析
        5.3.1 全雙工傳輸概率
        5.3.2 全雙工傳輸閾值
        5.3.3 信號(hào)距離與干擾距離的概率分布
        5.3.4 理論結(jié)果與分析
    5.4 全雙工AP部署問題建模
        5.4.1 上行鏈路的接收信號(hào)質(zhì)量
        5.4.2 下行鏈路的接收信號(hào)質(zhì)量
        5.4.3 問題建模
    5.5 基于局部束搜索的啟發(fā)式算法
        5.5.1 用戶分布中心位置計(jì)算
        5.5.2 局部束搜索
    5.6 性能評(píng)估
        5.6.1 仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置
        5.6.2 仿真結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 未來工作
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3724492