（運(yùn)籌學(xué)與控制論專(zhuān)業(yè)論文）時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)arq系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究.pdf

碩士學(xué)位論文 摘要 由于無(wú)線信道的時(shí)變性和多徑傳輸特性及各種噪聲的干擾而導(dǎo)致無(wú)線通信系 統(tǒng)具有較高的誤碼率。因此，有效的差錯(cuò)控制技術(shù)是無(wú)線通信中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。 a k q 技術(shù)是無(wú)線通信中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速可靠傳輸?shù)淖钣行侄沃弧? g p p 已把它 作為第三代無(wú)線移動(dòng)通信后期高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。本文正是在此背景 下研究了表征a r q 系統(tǒng)效率的時(shí)延性能指標(biāo)。 本文通過(guò)構(gòu)建基于基本a r q 的三模式自適應(yīng)a k q 系統(tǒng)來(lái)提高a r q 系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)傳輸效率，并以此來(lái)克服基本a r q 系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)延隨著信道誤差率的增大而迅 速增長(zhǎng)，系統(tǒng)吞吐量也隨之急劇下降的缺點(diǎn)。首先簡(jiǎn)單介紹了a r q 技術(shù)的研究現(xiàn) 狀和最新發(fā)展，并對(duì)基本的a r q 協(xié)議的傳輸原理做了分析研究；其次建立了基于 時(shí)變信道的自適應(yīng)三模式多狀態(tài)自動(dòng)重傳請(qǐng)求系統(tǒng)( t m g b n a r q ) 。系統(tǒng)中依據(jù)連 續(xù)收到的應(yīng)答幀a c k 或n a k 的個(gè)數(shù)對(duì)信道噪聲狀況進(jìn)行估計(jì)，當(dāng)信道噪聲較低 時(shí)用s g b n a r q 模式，信道噪聲較高時(shí)用nc o p yg b n a r q 模式，信道噪聲很高時(shí) 用c g b n a r q 模式；在考慮實(shí)際重傳次數(shù)受限的情況下，建立了準(zhǔn)確描述系統(tǒng)傳 輸機(jī)制和原理的m a r k o v 模型，獲得了以信道錯(cuò)誤率表示的穩(wěn)態(tài)概率和不同狀態(tài)下 分組發(fā)送次數(shù)的條件概率，求得了系統(tǒng)更加準(zhǔn)確的時(shí)延解析式；在m a t l a b 環(huán)境 下，對(duì)t m g b n a r q 系統(tǒng)的時(shí)延性能進(jìn)行了仿真分析。最后構(gòu)建了重傳次數(shù)有限 的自適應(yīng)s w a k q 系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用了自適應(yīng)幀長(zhǎng)技術(shù)，根據(jù)連續(xù)收到的應(yīng)答幀 a c k 或n a k 的個(gè)數(shù)將信道噪聲狀況區(qū)分為低、高和很高三種狀態(tài)，并考慮在不 同狀態(tài)下發(fā)送不同幀長(zhǎng)的數(shù)據(jù)幀，在信道噪聲低的狀態(tài)下發(fā)送幀長(zhǎng)較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)幀， 當(dāng)信道噪聲較高時(shí)發(fā)送幀長(zhǎng)較短的數(shù)據(jù)幀，在信道噪聲很高時(shí)發(fā)送幀長(zhǎng)很短的數(shù) 據(jù)幀。并對(duì)自適應(yīng)s w - a r q 系統(tǒng)的時(shí)延性能做了數(shù)值模擬分析。通過(guò)理論研究與 仿真分析都表明白適應(yīng)a k q 系統(tǒng)較為有效的提高網(wǎng)絡(luò)性能，能夠提供較小的系統(tǒng) 服務(wù)時(shí)延，尤其是在信道錯(cuò)誤率較大的情況下更為明顯。由于文中考慮了實(shí)際通 信中數(shù)據(jù)幀的重傳次數(shù)是受限的，這樣更加貼近實(shí)際。且系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)也較為 簡(jiǎn)單，應(yīng)用于實(shí)際工程有一定的可行性。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)重傳請(qǐng)求( a r q ) ；信道噪聲狀況；t m g b n - a r q ；m a r k o v 模型；自適應(yīng) 幀長(zhǎng)技術(shù) 時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)a r q 系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究 ab s t r a c t w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m sh a v eah i g he r r o rr a t ed u et ot h et i m e - v a r y i n g n a t u r ea n dm u l t i p a t ht r a n s m i s s i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h ew i r e l e s sc h a n n e la n dav a r i e t y o fn o i s ei n t e r f e r e n c e t h e r e f o r e ，e f f e c t i v ee r r o rc o n t r o lt e c h n o l o g yi sak e yi s s u ei n w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n a r q ( a u t o m a t i cr e p e a tr e q u e s t ) i so n eo ft h em o s te f f e c t i v e t e c h n i q u e st or e a l i z er e l i a b l ep a c k e td a t at r a n s m i s s i o nf o rw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n r e n c e n t l y , 3g p ph a sp r o p o s e di t a so n eo ft h em o s tp i v o t a lt e c h n i q u e sf o rt h eh i g h s p e e dp a c k e tt r a n s m i s s i o n f o rt h a tt h i sp a p e rm a i n l yr e f e rt ot h ed e l a yp e r f o r m a n c e w h i c hi so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ta r qs y s t e me f f i c i e n c yi n d i c a t o r s i no r d e rt oi m p r o v et h ed a t at r a n s m i s s i o np e r f o r m a n c eo ft h ea r qs y s t e m ，a n a d a p t i v et h r e e - m o d ea r qs y s t e mw a sc o n s t r u c t e da n dt h ed e f e c to ft h eb a s i ca r qt h a t i tw o u l dq u i c k l yi n c r e a s es y s t e mt i m e - d e l a yw h e nt h ec h a n n e lp a c k e te r r o rr a t e i n c r e a s e dh a sb e e no v e r c o m e de f f e c t i v e l yb yt h ea d a p t i v ea r qs y s t e m f i r s t l y , r e s e a r c ha c t u a l i t ya n df u t u r ep r o g r e s so fa r qa r ei n t r o d u c e d ，t h et r a n s m i s s i o n p r i n c i p l eo ft h eb a s i ca r qw a sa n a l y s i s e d s e c o n d l y , a na d a p t i v e s e v e r a l s t a t e t m g b n a r q ( t h r e e m o d ea u t o m a t i c r e p e a t r e q u e s t ) s y s t e mw a sc o n s t r u c t e d i n t i m e v a r y i n gc h a n n e l i nt h i ss c h e m e ，c h a n n e ls t a t ee s t i m a t i o ni sb a s e do nc o u n t i n gt h e c o n t i g u o u sa c k o rn a k a c k n o w l e d g e m e n t s w h e nt h en o i s el e v e li sl o ws g b n a r q i su s e d ，i nt h ec a s eo ft h eh i g hn o i s el e v e lt h en c o p yg b n a r qi su s e d ，a n di ft h e n o i s el e v e li sv e r yh i g hc g b n a r qw i l lb ea p p l i e d c o n s i d e r i n gt h el i m i t a t i o no f r e t r a n s m i s s i o ni ne n g i n e e r i n g ，t h em a r k o vm o d e lt od e s c r i b et h es y s t e mt r a n s m i s s i o n m e c h a n i s ma n dp r i n c i p l ep r e c i s e l yw a ss e tu p ，a n di tw a so b t a i n e dt h es t e a d y s t a t e p r o b a b i l i t yd e s c r i b e db yt h ec h a n n e le r r o rr a t ea n dt h ec o n d i t i o n a lp r o b a b i l i t yo ft h e t i m e so fp a c k e ts e n t f u r t h e r m o r e ，t h em o r ep r e c i s ea n a l y t i c a lm o d e lo fs y s t e md e l a y w a so b t a i n e d t h ed e l a yp e r f o r m a n c eo ft h ea r qw a ss i m u l a t e da n da n a l y z e db yt h e m a t l a b f i n a l l y , af i n i t er e t r a n s m i s s i o na d a p t i v es w - a r qs y s t e mw a sb u i l t t h e t e c h n o l o g yo fa d a p t i v ef l a m es i z ei su s e di nt h es y s t e m ，c h a n n e ln o i s es t a t ei sd i v i d e d i n t ol o w , h i g ha n dv e r y h i g hb a s e do nc o u n t i n gt h ec o n t i g u o u sa c ko rn a k a c k n o w l e d g e m e n t s t a k i n gi n t oc o n s i d e r a t i o no fd i f f e r e n ts i z ef r a m ei st r a n s m i t t e di n d i f f e r e n ts t a t e s ，w h e nt h en o is el e v e li sl o wb i gs i z ef r a m ei st r a n s m i t t e d ，i nt h ec a s eo f h i g hn o i s el e v e ls m a l ls i z ef l a m ei st r a n s m i t t e d ，a n di ft h en o i s el e v e li sv e r yh i g hm o r e s m a l ls i z ef l a m ei st r a n s m i t t e d t h ed e l a yp e r f o r m a n c eo fa d a p t i v es w - a r qs y s t e m i i 碩士學(xué)位論文 w a ss i m u l a t e da n da n a l y z e d t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n ds i m u l a t i o ns t u d i e ss h o wt h a tt h e p e r f o r m a n c eo fw i r e l e s sn e t w o r ki si m p r o v e db ya d a p t i v ea r qs y s t e m t h ea d a p t i v e a r qs y s t e mc a np r o v i d eas m a l ls e r v i c ed e l a y ，e s p e c i a l l yf o rt h eh i g h e rp a c k e te r r o r r a t e t a k i n gi n t oc o n s i d e r a t i o no fr e t r a n s m i s s i o ni sf i n i t ei nc o m m u n i c a t i o n ，s oi t s c l o s e rt ot h ea c t u a l t h i ss y s t e mi so fl o w e rp h y s i c a l c o m p l e x i t ya n dh a saf i n e f e a s i b i l i t yi ne n g i n e e r i n g k e yw o r d s ：a g q ；c h a n n e ln o i s es t a t ee s t i m a t i o n ；t m g b n a r q ；m a r k o vm o d e l ； a d a p t i v ef r a m e - s i z e 時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)a r q 系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究 插圖索引 圖1 1 無(wú)線通信網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)1 圖1 2 無(wú)線通信系統(tǒng)框圖0 00 2 圖1 3f e c 系統(tǒng)基本組成圖8 圖2 1a r q 系統(tǒng)基本組成1 5 圖2 2a r q 幀結(jié)構(gòu)1 6 圖2 3 無(wú)接收序號(hào)時(shí)s w - a r q 的工作過(guò)程1 6 圖2 4s w - a r q 協(xié)議傳輸原理1 7 圖2 5s w - a r q 協(xié)議中數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間關(guān)系1 8 圖2 6s g b n a r q 協(xié)議傳輸原理2 0 圖2 7g b n a r q 的分組傳送過(guò)程0 9 doood 2 1 圖2 8 信道利用率與數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的關(guān)系2 4 圖2 9n g b n a r q 協(xié)議傳輸原理2 4 圖2 1 0s r a r q 協(xié)議傳輸原理2 5 圖2 1 1a r p a n e ta r q 2 7 圖2 1 2 混合i 型a r q 協(xié)議的傳輸原理2 8 圖2 1 3 混合i i 型a r q 協(xié)議傳輸原理2 8 圖3 1t m g b n a r q 系統(tǒng)傳輸原理3 2 圖3 2t m g b n a r q 系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3 3 圖3 3 不同的口、y 和萬(wàn)對(duì)t m g b n a r q 系統(tǒng)時(shí)延的影響3 6 圖3 4 不同的刀對(duì)t m g b n a r q 系統(tǒng)時(shí)延的影響3 6 圖3 5 不同的z 、瓦和對(duì)t m g b n a r q 系統(tǒng)時(shí)延的影響3 7 圖4 1 自適應(yīng)s w - a r q 系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4 0 圖4 2 不同的口、y 和萬(wàn)對(duì)自適應(yīng)s w - a r q 系統(tǒng)時(shí)延的影響4 3 圖4 3 不同的力對(duì)自適應(yīng)s w - a r q 系統(tǒng)時(shí)延的影響4 3 i v 蘭州理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取 得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其 他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè) 人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果 由本人承擔(dān)。 傣亳簽名：盧也聾日期：7 年朋扣日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué) 校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文 被查閱和借閱。本人授權(quán)蘭州理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容 編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯 編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到中 國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。 作者簽名：夕欄乒 導(dǎo)師簽名：辮辛 黧乏篆日期：砌夕年 ，月鄉(xiāng)礦日 s 只pb 碩士學(xué)位論文 第1 章緒論 無(wú)線通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍和發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一。無(wú)線通信 技術(shù)的飛速發(fā)展，使得人們對(duì)通信的需求也隨之不斷提高，希望打破不同的地域 或客觀條件的制約，能夠?qū)崿F(xiàn)“任何人( w h o e v e r ) 在任何時(shí)候( w h e n e v e r ) 任何 地方( w h e r e v e r ) 與任何人( w h o m e v e r ) 進(jìn)行任何方式( w h a t e v e r ) 的通信的 目標(biāo)。然而，無(wú)線信道受多徑效應(yīng)、多普勒頻移、陰影衰落及各種噪聲的干擾而 導(dǎo)致系統(tǒng)具有較高的誤碼率。因此，需要有效的差錯(cuò)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信中 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院陀行?。自?dòng)重傳請(qǐng)求( a r q ) 技術(shù)無(wú)線通信中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高 速可靠傳輸?shù)淖钣行侄沃弧? g p p 己把它作為第三代無(wú)線移動(dòng)通信后期高速數(shù) 據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。因而，有效的a r q 技術(shù)及其應(yīng)用日益成為通信領(lǐng)域致力 研究的課題。 1 1 無(wú)線通信概述 現(xiàn)代無(wú)線通信始于1 9 世紀(jì)末。1 8 7 3 年，麥克斯韋提出電磁波輻射理論，奠定 了無(wú)線通信的理論基礎(chǔ)；1 8 9 7 年5 月1 8 日，馬可尼進(jìn)行橫跨布里斯托爾海峽的無(wú) 線電通信試驗(yàn)取得成功，標(biāo)志這無(wú)線電的誕生；1 9 0 1 年，馬可尼實(shí)現(xiàn)了隔著大西 洋的無(wú)線電通信。從2 0 世紀(jì)初以來(lái)巨大的市場(chǎng)需求、理論界的一次次跨越、微電 子和半導(dǎo)體器件的進(jìn)步，使無(wú)線通信技術(shù)日益成熟并得到飛速發(fā)展，無(wú)線通信進(jìn) 人了嶄新的時(shí)代。 一套 圖1 1無(wú)線通信網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu) 2 0 世紀(jì)8 0 年代以后，隨著集成電路技術(shù)和微處理器的成熟，蜂窩系統(tǒng)的提出 飄回目 時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)a r q 系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究 以及無(wú)線接入技術(shù)的進(jìn)展，商用的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)時(shí)代到來(lái)。先后經(jīng)歷了第一 代模擬移動(dòng)通信( 1 g ) 、第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信( 2 g ) 、第三代寬帶多媒體移動(dòng) 通信( 3 g ) ，以及現(xiàn)在方興未艾的第四代移動(dòng)通信技術(shù)( 4 g ) 的大發(fā)展。 1 1 1 無(wú)線通信系統(tǒng)的組成 通信就是將信息從發(fā)送端傳送到接收端的過(guò)程。通信系統(tǒng)可以看成是由發(fā)信 設(shè)備、傳輸介質(zhì)和收信設(shè)備三部分組成。其中，發(fā)信設(shè)備將原始的信源轉(zhuǎn)換成適 合在給定傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)，其中包括放大、濾波、調(diào)制、編碼等處理過(guò)程； 收信設(shè)備完成相逆的功能，包括譯碼、解調(diào)、變換、放大等，將收到的信號(hào)還原 成原來(lái)的信息送至接收端。傳輸介質(zhì)也稱(chēng)為信道，在信道中還常常會(huì)引入干擾和 噪聲，而造成通信質(zhì)量的下降。 無(wú)線通信系統(tǒng)，則是利用空間電磁波做為傳輸介質(zhì)，在空中傳遞信號(hào)。在發(fā) 信設(shè)備與收信設(shè)備上需要安裝天線，完成電磁波的輻射與接收。如圖1 2 為無(wú)線通 信系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。由于原始的信息如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等都是頻率比較低的信 號(hào)，例如音頻信號(hào)在3 0 0 h z 3 4 0 0 h z ，視頻信號(hào)不超過(guò)6 m h z 。這樣的信號(hào)不利于 天線的輻射和電磁波的傳播，因此發(fā)信設(shè)備要將低頻信息加載到高頻載波信號(hào)上， 這個(gè)過(guò)程叫做調(diào)制；頻率變換器進(jìn)一步將信號(hào)變換成發(fā)射電波所需要的頻率( 如 短波頻率、微波頻率等) ，經(jīng)過(guò)功率放大，再經(jīng)過(guò)天線輻射出去進(jìn)行傳輸。在接收 設(shè)備中也要經(jīng)過(guò)信號(hào)放大、頻率變換，最后通過(guò)解調(diào)的過(guò)程再將原始信息恢復(fù)出 來(lái)，從而完成無(wú)線通信的過(guò)程。 采用多路復(fù)用技術(shù)可以在一個(gè)傳輸信道上傳送多個(gè)信號(hào)，提高信道的利用率。 常用的多路復(fù)用技術(shù)有時(shí)分復(fù)用( t d m ) 、頻分復(fù)用( f d m ) 、碼分復(fù)用( c d m ) 等。如果多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生于不同的地點(diǎn)，則稱(chēng)為多址技術(shù)，相應(yīng)的有時(shí)分多址 ( t d m a ) 、頻分多址( f d m a ) 和碼分多址( c d m a ) 。這兩種技術(shù)都被廣泛的應(yīng) 用于無(wú)線通信中。 信 號(hào) 信 號(hào) 發(fā)信機(jī)收信機(jī) 圖1 2無(wú)線通信系統(tǒng)框圖 1 1 2 無(wú)線通信的信道特點(diǎn) 無(wú)線通信信道的復(fù)雜性是造成無(wú)線通信系統(tǒng)復(fù)雜性的主要原因，綜合來(lái)說(shuō)， 無(wú)線信道具有以下特點(diǎn)： 1 、傳播的開(kāi)放性。無(wú)線信道完全不同于有線通信基于全封閉的傳輸線來(lái)實(shí)現(xiàn) 信息傳輸，后者電磁波在約束的均勻介質(zhì)中傳播，數(shù)學(xué)模型是確定的。無(wú)線通信 是基于電磁波在空間的傳播來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式的信息傳輸，路徑的空間約束性差，不 2 碩士學(xué)位論文 確定因素多，呈現(xiàn)出多種不同形式的信道損傷，特別是多徑時(shí)延擴(kuò)展、多普勒頻 移、小區(qū)內(nèi)干擾、衰落及周?chē)h(huán)境的噪聲等。 2 、接收地理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性。包括不同的地形、地貌、建筑、氣候以 及電磁干擾等情況。 3 、用戶(hù)的移動(dòng)性。某些通信用戶(hù)具有隨機(jī)的移動(dòng)性，如漫步移動(dòng)用戶(hù)，高速 的車(chē)載臺(tái)等。 這些原因都造成了無(wú)線信道的多樣性與時(shí)變性。使得無(wú)線通信傳輸信息具有 較高的錯(cuò)誤率。因此，有效的差錯(cuò)控制技術(shù)是無(wú)線通信的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。 1 1 3 現(xiàn)有無(wú)線系統(tǒng) 本節(jié)將對(duì)目前正在運(yùn)行的各種無(wú)線系統(tǒng)進(jìn)行概述。我們將看到，現(xiàn)有系統(tǒng)離 人們對(duì)無(wú)線通信的要求還有一定的距離，尚有許多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題需要解決。這些 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)還在不斷演進(jìn)中，不斷有新的系統(tǒng)出現(xiàn)、舊的系統(tǒng)退出。 1 1 3 1 蜂窩電話(huà)系統(tǒng) 第一代蜂窩系統(tǒng)是模擬的，它們基本上是在數(shù)字通信還未普及的2 0 世紀(jì)6 0 年代所設(shè)計(jì)的。由于數(shù)字技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，第二代蜂窩系統(tǒng)轉(zhuǎn)向數(shù)字設(shè)計(jì)。數(shù)字 電路的器件價(jià)格便宜、處理速度快、體積小、耗電也少。數(shù)字通信中可以采用糾 錯(cuò)編碼及信號(hào)處理技術(shù)提高話(huà)音質(zhì)量。依靠高頻譜效率的數(shù)字調(diào)制技術(shù)及高效的 頻譜共享技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)可以有更大的容量。數(shù)字系統(tǒng)可以采用先進(jìn)的壓縮技術(shù) 并能利用話(huà)音激活因子。數(shù)字系統(tǒng)可以應(yīng)用加密技術(shù)來(lái)防止竊聽(tīng)。數(shù)字系統(tǒng)還能 提供除話(huà)音之外的其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括短消息、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)接入和圖像服 務(wù)( 如可拍照手機(jī)) 。 1 1 3 2 無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng) 無(wú)繩電話(huà)自2 0 世紀(jì)7 0 年代后期出現(xiàn)以來(lái)發(fā)展迅速。無(wú)繩電話(huà)的原設(shè)計(jì)目的 是提供一種低成本、低移動(dòng)性的無(wú)線連接公眾電話(huà)交換網(wǎng)( p s t n ) 方式，即用無(wú)線 連接來(lái)替代電話(huà)機(jī)機(jī)座和手持電話(huà)這兩部分之間的那個(gè)繩。在歐洲和亞洲，第二 代數(shù)字無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)( c o r d l e s st e l e p h o n e ，s e c o n dg e n e r a t i o n ，c t - 2 ) 把覆蓋范圍擴(kuò)展到 了室外。無(wú)繩電話(huà)的另一個(gè)演進(jìn)是歐洲的d e c t ( d i g i t a le n h a n c e dc o r d l e s s t e l e c o m m u n i c a t i o n s ) ，它主要是針對(duì)辦公樓設(shè)計(jì)的。 1 1 3 3 無(wú)線局域網(wǎng) 當(dāng)用戶(hù)在一個(gè)較小區(qū)域，如校園或不大的建筑物內(nèi)移動(dòng)時(shí)，無(wú)線局域網(wǎng)能提 供高速數(shù)據(jù)傳輸。接入無(wú)線局域網(wǎng)的無(wú)線設(shè)備通常都是靜止的或是慢速移動(dòng)的。 無(wú)線局域網(wǎng)即可以采用星型結(jié)構(gòu)，也可以采用對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)( p 2 p ，p e e rt op e e r ) 。 時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)a r q 系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究 在星型結(jié)構(gòu)中，無(wú)線終端連接到覆蓋區(qū)中的無(wú)線接入點(diǎn)或集線器，p 2 p 結(jié)構(gòu)中無(wú) 線終端以在組織方式組網(wǎng)。 2 0 世紀(jì)9 0 年代初，由于人們對(duì)無(wú)線高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有著“壓抑已久的渴望”， 無(wú)線局域網(wǎng)公司和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。第一代無(wú)線局域網(wǎng)是專(zhuān)網(wǎng)性質(zhì)的，協(xié)議互不兼 容，大多工作在9 0 0 m h zi s m 頻段內(nèi)的2 6 m h z 寬帶上，采用直序擴(kuò)頻技術(shù)，數(shù)據(jù) 速率大約是1 m b i t 2 m b i t s ，既有星型結(jié)構(gòu)又有p 2 p 結(jié)構(gòu)。第一代無(wú)線局域網(wǎng)中，工 作在9 0 0 m h z 頻段之外的只有摩托羅拉的a l t a i r ，它的工作頻率是1 8 g h z 的授權(quán) 頻段。a l t a i r 的數(shù)據(jù)速率大約是6 m b i t s s 。1 8 g h z 上的器件成本及路徑損耗都很高， 這使a l t a i r 的性能大受影響，它在問(wèn)世幾年之后就消失了。 美國(guó)的第二代無(wú)線局域網(wǎng)工作在2 4 g h z 的i s m 頻段上，占用8 3 5 m h z 的帶 寬。為了避免第一代無(wú)線局域網(wǎng)中出現(xiàn)過(guò)的不兼容問(wèn)題，i e e e 專(zhuān)門(mén)制定了相應(yīng)的 無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即i e e e 8 0 2 1 1 b 標(biāo)準(zhǔn)。8 0 2 1 l b 采用直序擴(kuò)頻技術(shù)，數(shù)據(jù)速率大 約是1 6 m b i t s ( 1 1 m b i t 的原數(shù)據(jù)速率) ，覆蓋范圍約為1 0 0 m 。網(wǎng)絡(luò)多數(shù)是星型結(jié) 構(gòu)，也有少數(shù)是p 2 p 結(jié)構(gòu)。很多公司開(kāi)發(fā)了基于8 0 2 1 l b 的無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品。經(jīng) 過(guò)初期的緩慢增長(zhǎng)后，基于8 0 2 1 l b 的產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)比較流行。許多筆記本電腦都 己集成了8 0 2 1 l b 無(wú)線網(wǎng)卡。許多公司和大學(xué)都建立了8 0 2 1 1 b 基站，許多咖啡廳、 機(jī)場(chǎng)、酒店提供免費(fèi)的無(wú)線局域網(wǎng)接入。 為了提供比8 0 2 11 b 更高的數(shù)據(jù)速率，8 0 2 1 1 系列中又新開(kāi)發(fā)了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)： 8 0 2 1 1 a 和8 0 2 1 1 9 。8 0 2 1 1 a 工作在5 g h z 的u n i i 頻段上，占用帶寬3 0 0 m h z ， 它通過(guò)多載波調(diào)制技術(shù)能在3 0 m 的覆蓋范圍內(nèi)提供5 4 m b i t s 的數(shù)據(jù)速率。8 0 2 1 l a 占用更寬的帶寬，所以擁有更多的信道數(shù)，可支持更多的高速用戶(hù)。起初人們還 擔(dān)心8 0 2 1 1 a 會(huì)比8 0 2 1 1 b 貴很多，但很快就發(fā)現(xiàn)8 0 2 1 1 a 的價(jià)格也相當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)力。 8 0 2 1 1 9 的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)速率和8 0 2 1l a 相同，只是工作頻段在2 4 g h z ，覆蓋范圍是 5 0 m 。出于兼容性的考慮，許多無(wú)線網(wǎng)卡和接入點(diǎn)同時(shí)支持這3 種標(biāo)準(zhǔn)。 無(wú)線局域網(wǎng)在歐洲的發(fā)展一直圍繞著h i p e r l a n ( h i g h p e r f o r m a n c er a d i o l a n ) 進(jìn)行。h i p e r l a n 2 標(biāo)準(zhǔn)和i e e e 8 0 2 1 1 a 無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)很相似。兩者的鏈 路層設(shè)計(jì)很想像，h i p e r l a n 2 也工作在5 g h z 的頻段上，類(lèi)似于u n i i 頻段。它 的最大數(shù)據(jù)速率及覆蓋范圍也和8 0 2 1 l a 一樣，分別是5 4 m b i t s 及3 0 m 。它和 8 0 2 1 l a 在接入層協(xié)議及服務(wù)質(zhì)量( q u a l i t y o f - s e r v i c e ，q o s ) 支持上有所不同。 1 1 3 4 廣域無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 廣域無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為高移動(dòng)性的用戶(hù)在廣大的覆蓋范圍內(nèi)提供無(wú)線數(shù)據(jù)傳 輸。這些系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)架設(shè)在高塔、屋頂或山頂之上的基站為特定的地理區(qū)域提 供服務(wù)。這些基站即可以和有線骨干網(wǎng)相連，也可以形成一個(gè)多跳的無(wú)線自組織 網(wǎng)絡(luò)。 4 碩士學(xué)位論文 最初的廣域無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供的數(shù)據(jù)速率非常低，還不到1 0 k b i t s ，之后逐漸增 加到2 0 k b i t s 。這項(xiàng)業(yè)務(wù)有兩個(gè)主要提供商：m o t i e n t 和b e l ls o u t hm o b i l ed a t a ( 前 身是r a mm o b i l ed a t a ) 。m e t r i c o m 也提供相似的業(yè)務(wù)，但它是用大量低價(jià)格小型 基站覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)，每個(gè)基站只覆蓋一個(gè)較小的范圍。減小基站覆蓋區(qū)提高了 頻譜效率。這使m e t r i c o m 提供的數(shù)據(jù)速率可達(dá)7 6 k b i t s ，大大超過(guò)了其他廣域無(wú) 線數(shù)據(jù)系統(tǒng)。然而，高昂的基礎(chǔ)設(shè)施成本最終導(dǎo)致m e t r i c o m 公司破產(chǎn)，系統(tǒng)也隨 之停止運(yùn)行。部分基礎(chǔ)設(shè)施被收購(gòu)后以品牌r i c o c h e t 在少數(shù)地區(qū)運(yùn)行。 c d p d ( c e l l u l a rd i g i t a lp a c k e td a t a ) 系統(tǒng)是疊加在模擬蜂窩網(wǎng)上的一種廣域無(wú) 線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于蜂窩系統(tǒng)快速增長(zhǎng)，許多模擬蜂窩系統(tǒng)的話(huà)音信道處于空閑狀 態(tài)，因此c d p d 可以共享這些f d m a 話(huà)音信道。c d p d 業(yè)務(wù)能在全美范圍內(nèi)提供 1 9 2 k b i t s 的分組數(shù)據(jù)傳輸。不過(guò)由于新一代蜂窩系統(tǒng)也能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳輸速 率甚至更高，因此c d p d 幾乎被完全替代。 除上述系統(tǒng)外，還新出現(xiàn)了一些能提供寬帶接入的系統(tǒng)?？偟膩?lái)看，廣域無(wú) 線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并不是很成功。 1 1 3 5 寬帶無(wú)線接入 寬帶無(wú)線接入可以在一個(gè)固定的接入點(diǎn)和若干終端之間提供高速無(wú)線通信。 此類(lèi)系統(tǒng)起初的設(shè)計(jì)目的是用來(lái)支持交互式家庭視頻業(yè)務(wù)，后來(lái)業(yè)務(wù)的重點(diǎn)很快 轉(zhuǎn)移到高速( 數(shù)十兆比特每秒) 互聯(lián)網(wǎng)接入及其他家庭或企業(yè)的高速數(shù)據(jù)網(wǎng)。 w i m a x 是基于i e e e 8 0 2 1 6 的一種新的寬帶無(wú)線技術(shù)。8 0 2 1 6 是一個(gè)寬帶無(wú)線 接入標(biāo)準(zhǔn)，工作在2 g h z 1 1 g h z 的非視距傳播條件，以及1 0 g h z 6 6 g h z 視距傳 播條件。其數(shù)據(jù)速率對(duì)于固定用戶(hù)約為4 0 m b i t s ，對(duì)于移動(dòng)用戶(hù)約為1 5 m b i t s ，覆 蓋范圍可達(dá)幾千米。w i m a x 的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是無(wú)線局域網(wǎng)、3 g 蜂窩系統(tǒng)，也可能包括 有線業(yè)務(wù)，如有線電視和數(shù)字用戶(hù)線路( d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ，d s l ) 。w i m a x 能 否和這些系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)甚至替代它們將取決于它的性能和成本，這一切還是未知數(shù)。 1 1 3 6 尋呼系統(tǒng) 尋呼以非常高的功率( 幾百瓦甚至上千瓦) 從多個(gè)基站或衛(wèi)星上同時(shí)廣播簡(jiǎn) 短的尋呼消息。采用陸地發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)可以覆蓋一個(gè)特定的地理區(qū)域，例如一個(gè) 城市；采用g e o 同步衛(wèi)星進(jìn)行發(fā)射的系統(tǒng)可以覆蓋一個(gè)國(guó)家乃至全球。尋呼消息 是廣播發(fā)送到整個(gè)覆蓋區(qū)域的，所以不需要位置管理和路由功能。尋呼系統(tǒng)的發(fā) 射機(jī)功率很高、復(fù)雜度也相對(duì)較高，從而使接收機(jī)可以做到復(fù)雜度低、耗電小和 體積小巧，用一個(gè)輕便的電池就可以有很長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間。此外高發(fā)送功率也使得 尋呼信號(hào)很容易穿透建筑物的墻壁。尋呼業(yè)務(wù)不論是購(gòu)機(jī)費(fèi)還是月使用費(fèi)，都要 比蜂窩電話(huà)便宜，不過(guò)近年來(lái)這種價(jià)格優(yōu)勢(shì)在不斷消失，因?yàn)榉涓C電話(huà)的價(jià)格在 不斷下降。尋呼系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是低廉的價(jià)格、小而輕便的尋呼機(jī)、電池工作時(shí) 時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)a r q 系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究 間長(zhǎng)、尋呼設(shè)備不受室內(nèi)室外的限制。 1 1 3 7 衛(wèi)星通信網(wǎng) 民用衛(wèi)星通信是無(wú)線通信中的又一個(gè)重要分支，采用g e o 衛(wèi)星的系統(tǒng)有 i n m a r s a t 和o m n i t r a c s 。i n m a r s a t 主要用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的模擬話(huà)音傳輸，例如新聞 記者可以利用i n m a r s a t 對(duì)戰(zhàn)區(qū)進(jìn)行實(shí)況報(bào)道。第一代i n m a r s a t a 系統(tǒng)的終端價(jià)格 非常昂貴，體積也很大，它采用l m 口徑的碟形拋物面天線。新一代i n m a r s a t 系統(tǒng) 采用數(shù)字技術(shù)降低了終端的尺寸和成本，大小和公文包差不多。高通公司的 o m n i t r a c s 系統(tǒng)可提供定位功能及雙向通信功能，主要用于傳送文本消息以及車(chē) 隊(duì)的位置跟蹤。通過(guò)g e o 衛(wèi)星傳送話(huà)音和數(shù)據(jù)有很多困難。信號(hào)要想到達(dá)衛(wèi)星就 需要有很大的發(fā)射功率，這樣手機(jī)免不了都是又大又笨的。另一個(gè)問(wèn)題就是在話(huà) 音通信中往返時(shí)延較大，這樣大的時(shí)延能被用戶(hù)明顯感覺(jué)到。g e o 衛(wèi)星的數(shù)據(jù)速 率一般低于1 0 k b i t s 。這些原因使人們認(rèn)為軌道較低的l e o 衛(wèi)星更為適合語(yǔ)音及 數(shù)據(jù)通信。 衛(wèi)星系統(tǒng)最具吸引力的用途就是在發(fā)范圍內(nèi)廣播視頻和音頻節(jié)目。在美國(guó)， 每8 個(gè)家庭中就有1 個(gè)擁有衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)，衛(wèi)星收音機(jī)也開(kāi)始普及。類(lèi)似的音頻 和視頻衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)在歐洲也很普遍。衛(wèi)星是廣播的最好手段，因?yàn)樗梢愿采w 很大的區(qū)域，傳播時(shí)延也不是問(wèn)題。若考慮建設(shè)資金可以分期至多年，并可由眾 多用戶(hù)分擔(dān)，那么衛(wèi)星系統(tǒng)在成本上和地面廣播娛樂(lè)系統(tǒng)相比將非常有競(jìng)爭(zhēng)力。 1 1 3 8 低成本、低功率的無(wú)線通信：藍(lán)牙和紫蜂 隨著成本和功率的不斷降低，無(wú)線通信可以被嵌入到多種電子設(shè)備中，用來(lái) 實(shí)現(xiàn)智能家具、傳感器網(wǎng)絡(luò)及其它應(yīng)用。在這種趨勢(shì)下出現(xiàn)了兩種無(wú)線通信方式： 藍(lán)牙和紫蜂。 藍(lán)牙( b l u e t o o t h ) 依靠簡(jiǎn)易的網(wǎng)絡(luò)功能為無(wú)線電子設(shè)備提供短距離無(wú)線連接。 藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)把一塊集成了無(wú)線收發(fā)信機(jī)的很小的芯片植入數(shù)字設(shè)備中，如手機(jī)、筆 記本電腦、掌上電腦、打印機(jī)、投影儀、網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)等，用收發(fā)信機(jī)替代了這些 數(shù)字設(shè)備原本需要的連線，例如筆記本電腦和打印機(jī)之間的連線、手機(jī)和無(wú)線耳 機(jī)之間的連線。以l m w 功率發(fā)射時(shí)，藍(lán)牙的通信距離是1 0 m ，若將功率增大到 1 0 0 m w ，通信距離可延伸到1 0 0 m 。藍(lán)牙系統(tǒng)工作在2 4 g h z 開(kāi)放頻段上，可在世 界范圍內(nèi)使用而無(wú)需考慮許可問(wèn)題。藍(lán)牙提供一個(gè)速率為7 2 3 2 k b i t s 的異步數(shù)據(jù) 信道以及一個(gè)數(shù)據(jù)速率為5 7 6 k b i t s 的反向信道，此模式稱(chēng)為異步無(wú)連接 ( a s y n c h o n o u sc o n n e c t i o n l e s s ，a c l ) 。藍(lán)牙也允許同時(shí)有3 個(gè)速率為6 4 k b i t s 的同步信道，此模式稱(chēng)為同步面向連接( s y n c h t o n o u sc o n n e c t i o no r i e n t e d ，s c o ) ， 主要用于支持耳機(jī)之類(lèi)的話(huà)音傳輸，也可用于數(shù)據(jù)傳輸。這些不同頻率的總比特 速率大約是1 m b i t s 。異步數(shù)據(jù)經(jīng)由分組交換協(xié)議傳輸，該協(xié)議采用每秒1 6 0 0 跳 6 碩士學(xué)位論文 的調(diào)頻技術(shù)。同步數(shù)據(jù)采用電路交換協(xié)議傳送。 藍(lán)牙采用頻率間隔為1 m h z 的跳頻多址接入技術(shù)，8 0 m h z 的總帶寬分為8 0 個(gè) 不同的頻率，任一時(shí)刻的傳輸帶寬都是1 m h z ，這個(gè)傳輸寬帶可由8 個(gè)藍(lán)牙設(shè)備同 時(shí)使用，不同設(shè)備對(duì)應(yīng)不同的邏輯信道，也即不同的跳頻序列，它們共享這8 0 m h z 的帶寬。處于不同微微網(wǎng)、不同邏輯信道上的藍(lán)牙設(shè)備可能因?yàn)槭褂孟嗤奶l 頻率而發(fā)生頻率碰撞。碰撞次數(shù)隨微微網(wǎng)數(shù)目增加，系統(tǒng)性能也相應(yīng)下降。 紫蜂( z i g b e e ) 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是要比藍(lán)牙有更低的成本和更低的功耗。紫蜂基于 i e e e 8 0 2 1 5 4 標(biāo)準(zhǔn)，它和藍(lán)牙一樣工作在i s m 頻段。每個(gè)紫蜂網(wǎng)絡(luò)可容納2 5 5 個(gè) 設(shè)備，最大覆蓋范圍3 0 m ，最大數(shù)據(jù)速率是2 5 0 k b i t s 。雖然紫蜂的數(shù)據(jù)速率比藍(lán) 牙低，但它發(fā)射功率大大低于藍(lán)牙，同時(shí)覆蓋范圍也更大。紫蜂希望能做到幾個(gè) 月甚至幾年不用充電。紫蜂的應(yīng)用目標(biāo)包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、存貨標(biāo)簽等。 1 1 3 9 超亮帶無(wú)線通信 超寬帶( u l t r a w i d e b a n d ，u w b ) 無(wú)線通信的頻譜非常寬，因而在高速數(shù)據(jù)傳 輸方面很有潛力。超寬帶通信的概念源于馬可尼的火花隙發(fā)射機(jī)，其信號(hào)占用了 很大的帶寬。讓單個(gè)低速率用戶(hù)占用很大頻段自然是很低效的，所以這種寬帶通 信很快被效率更高的技術(shù)所取代。直到2 0 0 2 年人們對(duì)它的興趣又重新燃起，這是 因?yàn)閒 c c 允許u w b 系統(tǒng)可以和原有用戶(hù)重疊使用3 1 g h z 1 0 6 g h z 的頻段。從 理論上來(lái)說(shuō)，重疊使用將會(huì)干擾這一頻段上的所有系統(tǒng)，其中包括安全和軍事部 門(mén)的系統(tǒng)、使用開(kāi)放頻率的8 0 2 1 1 無(wú)線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等系統(tǒng)，以及花巨資買(mǎi)到頻 率專(zhuān)用權(quán)的蜂窩系統(tǒng)。因?yàn)閾p害到原有用戶(hù)的利益，f c c 的決策引起了很大的爭(zhēng) 議。為了盡量減小u w b 系統(tǒng)對(duì)原有用戶(hù)的影響，f c c 對(duì)u w b 的發(fā)射功率做出了 嚴(yán)格的限制，使得u w b 的收發(fā)設(shè)備只有靠得很近才能通信。 u w b 有一個(gè)獨(dú)特之處是雷達(dá)和通信界非常喜歡的，這就是其寬帶特性擁有精 確的測(cè)距能力。u w b 的寬頻帶使它在超高速數(shù)據(jù)傳輸方面很有潛力。u w b 系統(tǒng) 的功率限制也使其設(shè)備的功耗和體積都能做得很小。 最初的u w b 系統(tǒng)采用超窄脈沖進(jìn)行簡(jiǎn)單的脈幅或脈位調(diào)制。多徑效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重 影響此類(lèi)系統(tǒng)的性能但其影響可運(yùn)用均衡及多載波調(diào)制來(lái)減弱。精確而快速的同 步u w b 技術(shù)所面臨的一大挑戰(zhàn)。盡管還有許多問(wèn)題有待解決，u w b 在商業(yè)界和 學(xué)術(shù)界都引起了人們很大的興趣。 1 2 無(wú)線通信中的差錯(cuò)控制技術(shù) 任何一種通信方式，無(wú)論是光纖通信還是移動(dòng)通信，無(wú)論是計(jì)算機(jī)通信還是衛(wèi) 星通信，都存在一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：如何有效地控制由于噪音和干擾而導(dǎo)致的傳輸 錯(cuò)誤，以保證數(shù)據(jù)正確地到達(dá)接收方。差錯(cuò)控制技術(shù)則為這一問(wèn)題提供了解決的 7 時(shí)變信道中自適應(yīng)多狀態(tài)a r q 系統(tǒng)時(shí)延性能建模研究 方案，它主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率和增大吞吐量為 目的。 在無(wú)線通信系統(tǒng)中，基本的差錯(cuò)控制方式有以下三種：向前糾錯(cuò)f e c ( f o r w a r d e r r o rc o r r e c t i o n ) 方式、自動(dòng)重傳請(qǐng)求a r q ( a u t o m a t i cr e p e a tr e q u e s t ) 方式以及 由f e c 和a r q 結(jié)合的混合a r q 方式。 l 、f e c 方式。 該系統(tǒng)中使用的是糾錯(cuò)碼，發(fā)送端經(jīng)過(guò)編碼發(fā)出能夠糾正錯(cuò)誤的碼，接收端 收到這些碼字后，通過(guò)糾錯(cuò)譯碼器能自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)并糾正傳輸中的錯(cuò)誤。 圖1 3f e c 系統(tǒng)基本組成圖 f e c 系統(tǒng)只有一個(gè)信道；系統(tǒng)傳輸效率高，等于碼速率，與信道誤碼率無(wú)關(guān)； 由于能自動(dòng)糾錯(cuò)，不要求重發(fā)，因而時(shí)延小、實(shí)時(shí)性好。其缺點(diǎn)是：在接收端， 不管譯碼結(jié)果如何都送給用戶(hù)，很難達(dá)到高的系統(tǒng)可靠性；由于所選用的糾錯(cuò)碼 必須與信道干擾情況相匹配，使得編碼效率降低，譯碼設(shè)備復(fù)雜，成本高。 2 、a r q 方式 接收端在收到的碼元中檢測(cè)出錯(cuò)碼時(shí)，即設(shè)法通知發(fā)送端重發(fā)，知道正確接 收為止。所謂檢測(cè)出錯(cuò)碼，是指在若干接收碼元中知道有一個(gè)或一些是錯(cuò)誤的， 但不一定知道錯(cuò)碼的準(zhǔn)確位置。 a r q 方式的主要有點(diǎn)是：只需要少量的多余碼元( 一般為總碼元的5 - 2 0 ) 就能活動(dòng)極低的輸出誤碼率，可靠性高；要求使用的檢錯(cuò)碼基本上與信道的差錯(cuò) 統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)，對(duì)各種信道的不同差錯(cuò)特性，有一定的自適應(yīng)能力； 其檢錯(cuò)譯碼器與向前糾錯(cuò)法中的糾錯(cuò)譯碼器相比，成本和復(fù)雜性均低得很多。這 種方法的主要缺點(diǎn)是：由于需要反饋信道，故不能用于單向傳輸系統(tǒng)，也難以用 于廣播( 一發(fā)多收) 系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)重發(fā)控制比較復(fù)雜；當(dāng)信道干擾增大時(shí)，整 個(gè)系統(tǒng)可能處于重發(fā)循環(huán)中，因而通信效率降低，甚至不可通信；不宜提供實(shí)時(shí) 服務(wù)。 3 混合a r q 方式 綜上所述，f e c 和a r q 兩種技術(shù)各有利弊。為了進(jìn)一步提高性能，將檢錯(cuò)和 糾錯(cuò)結(jié)合使用。當(dāng)出現(xiàn)少量并在接收端能夠糾正時(shí)，用f e c 法糾正；當(dāng)錯(cuò)碼較多 超過(guò)糾正能力但尚能檢測(cè)時(shí)，就用a r q 法糾正。這一方法被稱(chēng)為混合a r q ( h y b r i d a r q ) h a r q 。h a r q 在一定程度上降低了f e c 方法的譯碼復(fù)雜性，又避免了a r q 8 碩士學(xué)位論文 方式的信息傳輸連貫性差的特點(diǎn)，并且能達(dá)到較低的誤碼率。它主要應(yīng)用于實(shí)時(shí) 性要求不是太高的業(yè)務(wù)。 1 3a r q 技術(shù)的研究現(xiàn)狀及最新發(fā)展 1 、對(duì)三種基本a r q 協(xié)議的研究情況 7 - 2 5 1 a r q 技術(shù)是未來(lái)無(wú)線通信中實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)挠行Р铄e(cuò)控制技術(shù)之 一，其包括三種基本類(lèi)型：s w - a r q 、g b n a r q 和s r a r q 。由于在高速無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)中，發(fā)送端在收到a r q 反饋信息之前要傳輸大量的數(shù)據(jù)幀，所以s w - a r q 方 案工作效率較低。盡管s r a r q 的重傳效率比g b n a r q 更高，但由于s r a r q 的接收端需要將數(shù)據(jù)分組按順序交付給上層，所以接收端需要很大的存儲(chǔ)器，這 就使得s r a r q 的控制技術(shù)比g b n a r q 復(fù)雜的多，使其不適應(yīng)高速無(wú)線傳輸。為 了獲得較高的數(shù)據(jù)吞吐量，提高重傳效率文獻(xiàn) 8 在高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中將g b n a r q 和s r a r q 兩種方案相融合并進(jìn)一步完善，提出了基于g b n 的部分選