周婷婷，刘晓帅，杨 颖，殷 馨

（南京航空航天大学电子信息工程学院，江苏南京 210016）

0 引言

在未来的移动通信网络中，无线链路在保证业务服务质量（quality of service，QoS）前提下，需要提供更高的传输速率;但无线链路的衰落特性限制了其传输能力［1］。为了提高无线数据通信系统的性能，利用多层相互协调的跨层设计已经成为当前的研究热点。文献［2］提出了单输入单输出（single input single output，SISO）瑞利衰落信道下，联合自适应编码调制和自动重传请求（automatic repeat request，ARQ）协议的跨层设计。文献［1，3-5］均提出结合空时分组编码（space time block coding，STBC）［6］的多输入多输出（multiple inputmultiple output，MIMO）系统的跨层设计。然而，在上述文献的跨层设计中，物理层自适应调制（adaptive modulation，AM）的门限选择都是基于瞬时误包率（packet error rate，PER）的约束条件，这样做虽可能会简化问题分析，但这种严格的约束条件将会导致系统频谱效率（spectral efficiency，SE）牺牲过多。为此，需要考虑采用基于平均PER约束条件的AM，以期实现满足目标PER要求的同时，大大提高系统SE。Torrance等［7］首先提出AM的门限优化算法，即通过最小化一定的代价方程（即平均误码率（bit error rate，BER）和平均频谱效率（average spectral efficiency，ASE）与目标值的差值）来搜索最优门限值。文献［8-9］提出了采用Lagrange优化方法以最大化ASE求得最优自适应门限，其解同样需要通过计算机数值搜索。此外，文献［10］给出了一种Two-mode方法来优化门限值，该方法实质上是Torrance方法的变型，仍然采用Torrance提出的代价方程，只是每次仅考虑相邻2种调制方式。在这些优化方法中，Torrance方法与Lagrange方法类似，只是在代价函数中以不同的形式来表示平均BER约束条件。文献［11］将Lagrange方法下的优化门限应用于单载波和多载波系统的性能分析中，以表明此门限的优越性，其结果表明可获得较高的SE。……