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随着智能移动设备的快速普及和无线网络用户数量的快速增加,人们对能支持高速率传输和多用户并发的无线网络的需求越来越迫切。然而,现有的无线网络协议如802.11,在信道质量不好和用户数量增多时,还无法满足这个需求。当前802.11的物理层和MAC层存在效率不高的问题,一方面物理层固定速率编码难以适应动态变化的信道,另一方面MAC层协调开销和报文重传浪费了大量的信道资源。无速率编码是信息论领域最新的研究成果,是一种无速率约束的编码与传输方式,采用无速率编码进行传输,数据传输可趋近信道容量,并能自动适应信道状态的变化。有关无速率编码的研究大多集中在如何设计具体的编解码算法,为充分挖掘无速率编码的优势,必须设计相应的报文传输机制和多用户信道接入策略。本文主要的工作和创新点为:1)本文提出了基于无速率编码的细粒度报文传输机制。传统无线分组传输的一个重要缺陷是,MAC层长帧作为一个不可分割的原子单元进行传输,一旦出错,整个报文都需要重传。而经过无速率编码,长报文的传输不再是一个不可分割的过程。无速率编码器将一个长的源报文编码后输出连续的符号流,经过细粒度报文的封装传输给接收节点。接收节点只要接收到足够多的编码符号便可解码原长报文信息,个别细粒度报文的错误不会引起整个原报文的重传。本文考虑了细粒度报文的封装设计、在OFDM中的部署、报文检测、报文长度优化和链路传输协议等问题,并给出了实验分析结果,结果表明细粒度报文可获得很好的PER性能,可提高用户数据传输速率。2)针对多用户情形,本文提出了基于无速率编码传输的高效多用户接入机制RCF-MAC。RCF-MAC基于子信道划分,部署了一个快速的冲突消解策略和基于细粒度报文的信道资源分配算法。RCF-MAC的接入机制的主要优点是:ACK确认是异步的,待传信息量小或者信道质量好的链路可先完成传输,并将子信道空出供其他节点使用,另外,发送节点可在传输信息的同时调整发送策略,实时适应信道的动态变化。3)本文采用软件无线电的方式部署实现无速率编解码算法、细粒度报文的传输和多用户信道接入机制,并进行了大量的实验测试,结果表明所设计的方案相比于现有网络协议带来了网络吞吐量性能的提升。