基于宽带无线多媒体通信的自适应ARQ协议性能研究

摘要

无线信道的时变特性和多径传输特性以及各种噪声的干扰导致了无线通信系统具有较高的码元错误率,因此,有效的差错控制技术就成了无线通信中的一个关键问题。与向前纠错(FEC)相比,自动请求重传(ARQ)差错控制技术更具可靠性,是无线通信中实现数据高速可靠传输的有效手段之一。
　　 本文以多媒体通信网络和红外线通信网络为研究背景对ARQ差错控制协议做了一些研究。在第2章中,论文以宽带无线多媒体通信为研究背景,主要探讨了当所传输数据为对时延比较敏感的实时数据时,应该如何设计重传方案才能使可靠度和实时性都达到可以接受的程度。针对多媒体通信实时性强、数据量大的特点,本文提出了改进型SG-ARQ传输机制,它是GBN-ARQ与SR-ARQ两种机制联合运用的一种自适应机制,而且是一种重传时间受限的传输机制。SG-ARQ机制通过判断信道环境的质量而自适应的改变传输机制,有效地控制了系统时延与分组丢失率,提高了数据可靠性和系统的吞吐量。利用排队论的方法分析了SG-ARQ系统的时延性能,还分析了系统分组丢失率、吞吐量性能,得出了各性能指标的数学解析式。仿真结果显示所提出自适应SG-ARO传输机制比其它单一使用的ARQ机制在复杂的传输环境中能获得更好的系统性能。在第3章中,首先对几种基本的ARQ技术做了简单的介绍,并阐述了红外线通信的发展以及其通信特点及原理,之后详细分析了GBN-ARQ协议在双工通信与半双工通信链路上的工作原理,比较了它们的异同点,最后,运用排队理论对半双工模式下的GBN-ARQ系统建立了休假排队模型,将影响传输系统的因素参数化,在此基础上利用排队理论分析系统时延组成,求得了GBN-ARQ系统的分组平均等待时延与平均分组服务时延的一般表达式,通过数值仿真分析了分组传输正确率、发送窗口长度以及分组长度对系统时延的影响。结果显示,当分组正确率、发送窗口以及分组长度取不同的值时,系统时延会产生很大变化,所以合理的确定这三个变量的关系和取值大小,将会有效的提高系统的传输效率。

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文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 无线通信概述

1.1.1 无线通信系统的基本组成

1.1.2 无线通信系统的类型

1.2 ARQ技术的研究现状

1.3 排队理论的研究现状

1.3.1 排队系统基本概念

1.3.2 基本的排队系统

1.3.3 排队系统的基本组成部分

1.3.4 描述排队系统的主要数量指标

1.4 本文的主要工作和创新点

第2章 基于宽带无线多媒体通信的自适应ARQ机制的研究

2.1 基本的ARQ协议的描述

2.1.1 停止等待(SW-ARQ)式

2.1.2 退回n步(GBN-ARQ)式

2.1.3 选择重传(SR-ARQ)式

2.2 SG-ARQ传输机制的基本原理

2.2.1 SG-ARG系统收发端运行机制

2.2.2 SG-ARQ系统传输原理分析

2.3 SG-ARQ系统排队性能分析

2.3.1 系统时延性能分析

2.3.2 系统平均分组丢失率

2.3.3 系统吞吐量性能

2.4 系统性能仿真分析

2.5 本章小结

第3章 红外线通信系统中ARQ协议时延性能研究

3.1 红外线通信系统中GBN-ARQ协议工作原理

3.2 半双工传输模式中GBN-ARQ系统时延性能分析

3.3 仿真分析

3.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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