基于链路层反馈的速率自适应以实现时变信道上的有效吞吐量最大化

我们考虑调整传输速率以最大化有效吞吐量，即在连续马尔可夫平坦衰落无线信道上无差错传输的数据量。特别地，我们考虑从退化的因果误码率反馈（例如自动重传请求系统中的分组级ACK/NAK）中推断发射机信道状态的方案。在此类方案中，传输速率的选择不仅影响后续的有效吞吐量，还影响后续的反馈，这意味着最优速率调度由部分可观测马尔可夫决策过程给出。由于求解部分可观测马尔可夫决策过程在计算上不可行，我们考虑简单的次优贪心速率分配，并证明如果误码率反馈是非退化的，那么最优方案本身将是贪心的。此外，我们证明使用非退化反馈的贪心速率分配产生的总有效吞吐量上界优于使用退化反馈的最优速率分配。然后，我们详细阐述了贪心方案的实现，并提出了一种降低复杂度的贪心方案，该方案仅每块分组调整一次传输速率。我们还通过数值方法研究了这些方案的性能，并表明所提出的贪心方案实现的稳态有效吞吐量相当接近使用非退化反馈计算的有效吞吐量上界。在存在数据缓冲区的情况下，稳态有效吞吐量、丢包率和平均缓冲区占用率也获得了类似的改善。我们还研究了信道离散近似下最优速率分配性能的上界，并表明这种量化会导致可实现的有效吞吐量显著损失。