摘要：随着通信技术的发展，各种多媒体应用被引入到无线和卫星网络，然而由于无线及卫星网络的信道特性并不理想，传统的分层设计方法对于无线环境来说有相当大的局限性，因此近年来另外一个设计方法——跨层设计成为了一个研究热点．本文首先简单介绍了跨层设计方法的背景、思路，之后论述了该方法在卫星通信网络中的应用，最后分析讨论了跨层设计的特点、代价和折衷．

摘要：提出一种跨层设计机制,目的是最大化网络下行链路吞吐量,同时保证业务公平性。网络架构为多小区、多用户、多业务的Macro-Femto异构网络架构。物理层传输技术为多输入多输出正交频分复用技术。所建立的最优化问题在多项式时间内是不可解的。结合工程实际,提出一种易于实现的次优算法。此外,针对异质业务环境,提出一种公平性观点,并改进传统的Jain’s公平指数。修正的公平指数能够有效地评估未来多业务无线网络各种机制的公平性。系统级仿真结果表明:在异构网络中,本文提出机制的吞吐量性能和公平性能均优于简单跨层设计SCLD(Simple Cross-Layer Design)机制。本文提出的机制和SCLD机制的业务公平性能均优于比例公平机制的公平性能。比例公平机制仅考虑速率公平,没有考虑业务公平。

摘要：针对现有无线传感器网络梯度路由算法在下行路由创建过程和能量更新机制中存在冗余控制开销的问题,该文提出一种采用跨层和功率控制机制,具有节能功能的双向梯度路由算法(Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing,CEBR):无需使用专门的控制分组,采用源路由方式以较小开销建立从Sink节点通往传感器节点的下行路由;通过跨层信息共享,定期采集节点剩余能量信息并按需发布;设计使用含跳数和节点剩余能量的合成路由度量标准,减少节点能量和网络带宽消耗的同时均衡节点能耗;结合RSSI(Received Signal Strength Indication)测距实现节点发射功率控制从而在数据及查询分组发送过程中节约节点能量。理论分析表明了CEBR的有效性;仿真结果显示:与现有的典型相关算法相比,CEBR能够在建立双向梯度路由的前提下,至少降低34.5%的归一化控制开销和27.12%的数据分组平均能耗,并使网络生存期延长18.98%以上。

摘要：为提高卫星ATM(异步传递方式)网络星上缓存资源的利用率,针对利用上层协议重传的非实时数据业务,采用跨层设计方法提出了一种缓存管理优化方案—错误信元尾丢弃(ECTD)。它把信道误码引起的错误信元及后续的属于同一协议数据单元的无效信元丢弃。以早分组丢弃为基础,进一步建立了采用ECTD和不采用ECTD的分析有效吞吐量的数学模型。数值分析结果表明,ECTD具有优化缓存管理、提高有效吞吐量的作用,而且信元错误率和协议数据单元的长度越大,ECTD对有效吞吐量的改善就越明显。

摘要：为提高无线通信网络的频谱效率,提出一种自适应空时分组编码波束成形(STBC-beamforming)跨层设计方案.该方案利用自适应编码调制技术与混合自动重传技术交互协作,使发射端可以根据反馈延时信息自适应调节调制模式,选择发射权以及自动重传数据.推导了系统在时延反馈条件下的频谱效率和中断概率的闭合表达式,分析了时延反馈对系统性能的影响.仿真结果表明,对比单发/单收跨层系统和Alamouti’s跨层系统,自适应STBC-beamforming跨层系统的性能有明显提高.

摘要：运用跨层设计思想和方法研究了超宽带(UWB)无线自组织(Ad hoc)网络媒体访问控制(MAC)层协议的设计,提出了一种可利用 UWB 技术定位性好的优势和实现跨层协作的 MAC 层协议。该协议通过物理层、MAC 层和网络层之间的跨层协作来解决自组织网络单信道无线传输过程中的隐藏终端和暴露终端问题以及网络能量节约问题,以提高网络的性能。仿真实验表明,该协议在平均吞吐量、平均端到端时延以及能量开销等性能指标上,均优于已有的 IEEE802.11和 MACA-BI MAC 协议。该协议的设计思想和方法为下一步的 UWB 无线 Ad hoc 网络研究奠定了理论和实验基础。

摘要：研究了多用户MIMO-OFDM系统中基于空时编码的联合数据包调度和动态资源分配的跨层设计.根据IEEE 802.16协议将所有业务类型分为4类,在媒体接入层利用一种分层的调度架构进行各用户各业务间的数据包调度:第1层调度器负责同类业务中不同用户的调度,第2层负责不同业务之间的调度.最后在物理层根据媒体接入层调度结果和信道状态信息联合考虑进行无线资源的自适应分配.仿真结果表明,所提出的方法在丢包率、包时延和系统吞吐量等方面的性能都有明显提高.

摘要：由于无线M esh网络(WMN)在拓扑、传输和业务上的特性,传统的用于有线网络的分层协议设计方法已不能保证其服务质量(QoS).探索基于物理层、MAC层、路由等协议层的WMN跨层设计方法的目标是在无线资源利用率和多媒体业务的QoS需求两方面达到较好的折衷.WMN各个协议层在设计过程中的有关协议和算法要求附加统一的跨层管理器,监测各层的分组传输性能或需求,动态控制或调节相关算法.通过实现较高协议层的多媒体业务QoS需求与较低协议层的网络状态信息在各协议层之间的共享,可以达到对协议层控制算法的优化.在合理地选择跨层设计目标的基础上,多个协议层需要联合设计与优化.从物理层、MAC层、路由协议层和TCP层等层面介绍了WMN跨层设计的一般原则和方法.归纳了目前WMN跨层设计中亟待深入研究的一些理论和关键技术,包括自适应速率与节能机制、基于QoS需求的跨层MAC协议设计和路由协议设计等.

摘要：基于动态源路由(DSR)协议,综合考虑了来自物理层、媒质接入控制(MAC)层、应用层的状态信息,采用跨层设计方法提出了一种新的无线Mesh网络(WMN)业务流量感知和能效路由(TEER)协议.为了平衡节能和带宽等服务质量(QoS)需求,根据统计获得的链路可用带宽和节点可用剩余能量以及负载队列占空比等状态信息,设计了表征网络节点能耗和传输状态的综合路由准则(MTEER).仿真实验结果表明,基于该准则的路由协议比DSR和基于功率控制的能量感知多径路由协议(EMRP)有更优的网络寿命和吞吐量性能.

摘要：提出了一种新的跨层设计方案,即选择中继重传方案(SN-RT,selective-node-based retransmission scheme).它把物理层中的协作分集技术和数据链路层中的自动请求重传(ARQ)协议有效地结合起来.在重传过程中,依据中继与目的节点间链路的瞬时信噪比选择一个最佳中继,联合源节点进行Alamouti空时编码.在Rayleigh衰落环境和MPSK调制下,给出了确切的吞吐量表达式.结果显示,相比于固定中继重传方案(FN-RT,fixed-node-based retransmission scheme),SN-RT跨层方案能明显进一步提升系统吞吐量.