通信系统综合实验报告.doc

班级 学号 西安电子科技大学通信系统综合实验报告学 院 ： 学 号 ： 专 业 ： 姓 名 ： 目 录实验一 服务发现11.1实验目的11.2实验原理11.3实验内容31.3.1试验流程31.3.2服务注册过程及其简要分析：31.3.3客服端服务发现41.4思考题5实验二 数据传输62.1实验目的62.2实验原理62.2.1实验软件的结构62.2.2逻辑链路与物理链路82.2.3面向连接和面向无连接的服务82.2.4自环、广播和组播92.2.5协议实现的多样性和互操作性92.3实验内容102.3.1面向连接102.3.2向远端机广播消息112.3.3适配层程序编写132.4思考题13实验三 无线多点组网153.1实验目的153.2实验原理153.2.1通信网络拓扑结构153.2.2路由技术及组播和广播163.2.3Ad hoc网络163.3实验内容173.3.1网络组建：173.3.2组播和广播193.4思考题19实验四 通信传输的有效性与可靠性分析214.1实验目的214.2实验原理214.2.1数据传输的流量控制214.2.2误码和差错控制222.2.3可选：信道共享技术224.3实验内容及结果记录分析244.3.1性能仿真242.3.2数据速率：282.3.3文件传输304.4思考题32参考文献33实验一：服务发现实验一 服务发现1.1实验目的1了解网络的服务发现方式。2了解数据的表示方式。3掌握服务发现的工作流程。4掌握典型的客户服务器工作模式。1.2实验原理1服务发现的功能 查询服务 服务记录1服务记录2.服务记录3图1-1 查询服务网络服务的形式日趋多样，每个设备可以提供的服务也可以是多样的。对于蓝牙设备来说，要想访问另一个设备的服务，必须知道另一个设备上提供的服务，以及获取该服务的一些信息（如该服务使用的各种协议栈、服务名称、服务提供者和获得服务需要的参数）。类似的IrDA协议栈中也存在类似的协议，因此服务发现协议具有普遍意义。2客户服务器模型服务发现协议是典型的客户服务器模型。客户服务器交互是大多数网络通信的基础模式。客户发送请求，等待响应。 而服务器等待请求并完成基于请求的动作，形成响应的数据包，返回给客户。服务器应该满足多个请求同时到达的情况，并且对数据库进行保护。服务发现协议中，客户机组成服务查询请求的PDU（Protocol Data Unit）发送给服务器，服务器根据不同的请求，查询本地服务记录数据库，组成适当的响应PDU，返回给客户，从而完成一次查询。3八种数据元编解码服务发现协议服务器中关于一个服务的所有信息构成了一个服务记录。一个服务记录含有一个服务的所有服务属性，每个服务记录有一个服务记录句柄（Service record handle）与之对应。服务属性用于描述一个服务中一条特性。包括属性ID和属性值。属性ID用于标识该服务属性描述的是何种特性。属性值是该属性的具体内容。这样一个服务记录中的所有服务属性就可以按树形列举出来。组成针对服务特定的一条记录。4三种PDU交互的工作流程。对于不同的PDU交互实际上就是对应于不同的服务发现查询模式，在实验中，我们将SDP对等协议之间传递的各种PDU显示给学生看。在不同的服务发现模式下，了解如何用不同的PDU来完成服务发现的功能。表1-1 服务发现协议的工作流程1.3实验内容1.3.1试验流程1、注册本机的服务记录2、查询服务器已注册的服务记录 查询同组设备 建立物理链路的链接 用三种方式进行服务发现分析交互PDU分析查询返回的数据断开物理链路1.3.2服务注册过程及其简要分析：图1-2 无绳电话注册图1-3 无线耳机注册结论：通过以上两图可以看出，在服务注册的过程中，均需要对相应的服务进行服务属性结构的定义，注册，才能得到有效的结果，最后进行组包处理。1.3.3客服端服务发现图1-4 链接与服务识别图1-5 多台链路的服务识别结论：进行设备连接，将已经注册的服务中，做客户服务发现处理，可以得到预期的结果。1.4思考题1、网络通信中为什么需要服务发现的协议部分？答：网络通信中协议为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络提供通信支持。2、蓝牙的服务发现协议规定的数据元格式有什么优劣之处？答：优点：由于查询结果多种多样，因此需要灵活的表示方式。同时这些数据在空中交互，所以应该采用尽量小的包以节约带宽。蓝牙协议中采用数据元的形式来表示变长数据，这样可以减少对无线信道资源的浪费；数据库中的信息存储也以数据元的形式表示，这样可以节约存储资源。3、为什么要有不同的服务查询模式，这样对提高服务发现的效率有什么好处？ 答：三种查询方式应用于不同的场合，根据不同需要选择三中查询方式可以提高服务发现的效率。33实验二：数据传输实验二 数据传输2.1实验目的1学生在本实验中通过对数据传输流程的观察以及亲身的编程体会，理解和掌握物理链路和逻辑链路、面向连接的服务与面向无连接的服务、自环与广播、协议实现的多样性和互操作性等概念和原理。2了解通讯过程中数据传输(见图示)的流程。图2-1 数据传输流程3掌握物理链路和逻辑链路的概念和区别。4掌握通讯协议栈的分层概念。5体会分层的必要性。6了解同层协议的对等关系。7了解上下层协议的联系和适配关系。2.2实验原理2.2.1实验软件的结构应用层：向用户提供应用服务 传输层：负责主机中两个进程的通信网络层：负责网络中不同主机的通信数据链路层：差错控制，流量控制表2-1 数据传输的层次数据传输的目的是使学生了解协议分层概念，上下层与对等层概念，物理信道与逻辑信道概念。TCP/IP协议族已发展成为计算机之间最常用的组网形式，TCP/IP是一个四层的协议系统。网络协议通常分不同的层次开发，每一层分别表示不同的通信功能。为了突出协议的上下层次，数据传输实验设计了两个协议层。表2-2 协议的两层会话层封装了上层的数据，使下层向上看起来传送的都是同样的数据包，并且提供了一个典型但是比较简单的数据交换机制，也就是会话协议。数据链路层把一条有可能出差错的实际链路，转变为上层向下看起来不出差错的链路。本实验选择了协议栈的这两层作为典型代表，来模拟数据传输的机制和流程。2.2.2逻辑链路与物理链路图2-2 一个物理信道上多个逻辑信道逻辑链路是在物理链路上加上通信规程来控制数据的传输服务访问点SAP是一个抽象的概念，它是一个逻辑接口数据传输时需要有两种地址： 物理地址 （标识主机，MAC层传输） SAP地址 （标识服务，LLC层传输）在一条建立好的物理链路上可以建立多条服务访问点之间的逻辑连接。可实现两个主机多对应用之间互不干扰的数据传输。也就是说多个逻辑链路复用一条物理链路，这就是LLC子层的复用功能。需要注意的是一个应用可同时使用多个服务访问点，一个服务访问点在一个时间只能为一个应用服务。 2.2.3面向连接和面向无连接的服务 面向连接的服务相当于虚电路，面向连接是在数据交换之前，必须建立连接，数据交换结束需要终止这个连接。它的开销较大，因为每次通信都要经过连接建立，数据传输和连接断开三个阶段。无连接服务就是数据报服务。无连接服务不需要建立连接，不需要确认，实现简单，因而在局域网中得到广泛应用。这种服务可用于点对点通信、对所有用户发送信息和广播和只向部分用户发送信息的多播。 无连接服务的优点在于灵活方便，比较迅速。但无连接不能防止报文的丢失，重复和无序。数据链路层无连接服务适合于广播和多播。例如向网络中的用户定期广播实时或有关网络管理的信息，这些都没必要让用户发回确认信息。2.2.4自环、广播和组播自环、广播和组播都是目的地址特殊的数据传输方式。自环指数据发往本机应用。多数数据链路层都支持自环接口（Loopback Interface）以允许在同一台主机上的两个应用进行通信。在实际的TCP/IP协议中，127.0.0.1这个IP地址分配给自环接口，命名为localhost，一个自环接口的IP数据报不能出现在任何的网络之上。在TTP无线传输平台中，用一个16位的无符号整数句柄标识一个物理链路 ，这个句柄对应着一个物理连接两端的物理地址。数据传输实验指定了两个特殊的句柄： Loopback （0x0000）指向本机的自环链路BroadCast（0x00FF）广播到网络的每台主机广播和组播都是一种目的地址不唯一的，不要求响应的数据传输方式。广播和组播既可以是面对物理链路层面上对网络上不同主机，也可以是面对逻辑链路层面上相同或不同主机中的不同应用。BroadCast（0x00FF）广播到网络的每台主机图2-3 广播图示2.2.5协议实现的多样性和互操作性本设计中的会话层协议是一个精简的OBEX协议，协议的实现可以有多种方式，只要遵守协议的规定和流程，不同的实现应该具有良好的互操作性。实验提供封装了数据链路层协议的DLL，以及具有基本框架的上层应用程序，学生可以根据会话层的协议编程实现一个上层应用来和本实验中的程序进行通信。 图2-4 层与层的传输2.3实验内容2.3.1面向连接1 建立物理链路 -ACLhandle2 注册服务访问点，注册组播组 -cmpid,sap3 建立数据链路层连接 -LLcHandle4 建立表示会话层连接 -参数协商，应用类型匹配5 进行数据传输（聊天，文件传输）6 断开表示会话层连接7 断开数据链路层连接8 注销组播组，服务访问点9 断开物理链路图2-5 文件传输图2-6 传输消息结论：与连接的客户机做发送接收文件处理，发送与接收聊天信息，如上图，可以看到实验结果，数据传输成功。2.3.2向远端机广播消息图2-7 面向无连接实验过程如下：建立物理链路 -ACLhandle注册服务访问点，注册组播组 -cmpid,sap向对方主机或全网络广播，组播数据链路层的帧，如网络信息。在链路层、会话层逻辑链路建好后可以向对方主机或全网络广播，组播会话层的帧，如聊天信息。图2-8 面向无连接的数据传输2.3.3适配层程序编写本实验规定会话层最大数据包长度为10000Byte，而数据链路层可以接受的最大包长为250Byte，因此需要一个负责拆包组包的适配层程序。标准的适配层程序以DLL函数的形式提供，本实验环境，提供了该DLL函数的Delphi编译环境和VC下的编译环境，环境中接口定义已完成，并给出了详细的解释，学生有能力当堂完成该部分程序。编写好的DLL源程序编译过后替换原DLL程序，再运行实验程序检查对错，学生可以通过该程序的编写体会上下层协议的结合。2.4思考题1、有连接的数据包和无连接数据包的区别？答：面向连接的服务相当于虚电路，面向连接是在数据交换之前，必须建立连接，数据交换结束需要终止这个连接。它的开销较大，因为每次通信都要经过连接建立，数据传输和连接断开三个阶段。无连接服务就是数据报服务。无连接服务不需要建立连接，不需要确认，实现简单，因而在局域网中得到广泛应用。这种服务可用于点对点通信、对所有用户发送信息和广播和只向部分用户发送信息的多播。无连接服务的优点在于灵活方便，比较迅速。但无连接不能防止报文的丢失，重复和无序。数据链路层无连接服务适合于广播和多播。例如向网络中的用户定期广播实时或有关网络管理的信息，这些都没必要让用户发回确认信息。2、数据链路层滑动窗窗口的作用，以及窗口大小对数据传输的影响？答：滑动窗口协议是用来改善吞吐量的一种技术，即容许发送方在接收任何应答之前传送附加的包。接收方告诉发送方在某一时刻能送多少包（称窗口尺寸）。滑动窗口的大小意味着接收方还有多大的缓冲区可以用于接收数据。发送方可以通过滑动窗口的大小来确定应该发送多少字节的数据。当滑动窗口为0时，发送方一般不能再发送数据报，但有两种情况除外，一种情况是可以发送紧急数据，例如，允许用户终止在远端机上的运行进程。另一种情况是发送方可以发送一个1字节的数据报来通知接收方重新声明它希望接收的下一字节及发送方的滑动窗口大小。3、观察会话层的状态转移图，思考会话层MRU对数据传输的影响？答：Maximum Receive Unit(MRU) M R U是会话层能接受低层服务提供者最大SDU的大小，默认性能规定了其初始值被置为默认的SDU大小,该值可在能力协商中修改。4、两层之间数据交互需注意的问题？答：在各层间标准化接口，允许不同的产品只提供各层功能的一部分，某一层不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能实验三：无线多点组网实验三 无线多点组网3.1实验目的本实验中着重讨论了无线网络的组网过程、网络的路由技术以及广播、组播的过程及实现。无线通信涉及蜂窝移动通信系统、数字广播系统、无线局域网、无线个域网等，基本上形成了满足不同层次应用需求的无线网络。学生利用已有多个设备进行组网操作，学习无线组网的基本原理及相关概念，理解点对多点的网络、Ad hoc网络多跳转接的拓扑结构、组网过程、简单的路由协议以及广播和组播的相关知识。理解点对多点的网络、Ad hoc网络多跳转接的拓扑结构，了解组网过程、简单的路由协议以及广播和组播的概念。 3.2实验原理3.2.1通信网络拓扑结构现代通信网络可以大体归纳网形、星形、总线性、环形和混合形。图3-1 通信网络结构简图两台计算机能互相通信必须解决如下问题：（1）计算机互相通信时使用什么样的物理媒介？信道特性？（2）如果使用的通信媒介是多台计算机共享的，如何决定在某一时刻由哪台计算机发送数据包？信道共享。（3）如何对计算机进行编址，以唯一区分每个数据包的发送者和接收者？地址分配（4）如果两台计算机不是直连在一起的，数据包如何选出一条从起点到目的地的合适的通路？路由选择（5）如何检测通信过程中的错误，检测到错误后又如何去校正错误？错误检测（6）通信过程中使用什么数字格式来表示数据？协议OSI从低到高的七层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。一个网络设备就是一个节点。网络层定义的网络设备（或节点）有两类：主机：包括PC机、工作站、主机、文件服务器等等。路由器：它在主机和其它路由器之间转发数据包，使得主机不必和通信所用的链路直接相连。实现存储转发功能、执行路由协议。3.2.2路由技术及组播和广播数据包能够通过多条路径从源设备到达目的设备，选择什么路径最合适，就是路由技术所要研究的问题。路由器之间通过路由协议交换信息，以报告它们各自所连接的网络和设备，更新路由表。根据传输的可靠性要求、数据包的传输费用和时延，有多种路由选择算法可供选择。将数据包的地址设置为一个特殊的广播地址，网络中所有的主机都能收到该数据包。每个组播组通过唯一的组播地址来识别。任何节点都可以加入多个组播组，发给某个组的数据只有该组成员才能接收。组播也需要组播路由算法。3.2.3Ad hoc网络Ad hoc网络技术可使任何设备在任何地方都可以方便迅速组网。在Ad hoc网络中，所有节点的地位都是平等的，每个节点都有路由器的功能，信息可以经由各节点转发至目的节点。组网过程，如下图2示例。图3-2 Ad hoc网络组网过程首先由一个设备（例如b）发起查询，如果找到多个设备，则任选其二（例如d、e）主动与其建链。在这个阶段，b、d、e构成一个微微网，b为主设备(M)，d、e为从设备(S)。注意在微微网中对处于激活状态的从设备的个数限制为2；而某个设备一旦成为从设备（即d、e），它就不能再被其它设备发现，也不能查询其它设备或与其它设备建链。再由另外一个设备(a)发起查询，查询到设备b和设备c，再主动链接。 此时，a、b、c、d、e构成了一个分布式网络。由于参与组网的设备数量较少，它实际上已经组成了一个自组织的Ad hoc网络。设备a成为网络中的根设备。最终形成如前图所示的拓扑结构，是个典型的二叉树形结构。在建链过程中，如果已经作为M的设备（如b）再接受建链成功，要把自己的从设备的信息（路由信息）告知上一个主设备（父设备）。这样最终所有的设备的路由信息都在保留在树形结构的根设备（最上层的父设备）中。每个节点也拥有自己的路由信息，路由表中包含默认路由器，也就是它的父节点。当它无法从本地路由表查找到数据的目的地址时就转发给默认路由器，因为默认路由器可能包含有比它本身更多的路由信息。3.3实验内容3.3.1网络组建：图3-3 网络组建图3-4 选择播放对象图3-5 向对象发送消息图3-6 选择组播组图3-7 向组播组发送消息结论：在上图所示中，我们做了网络组建、点对点播放消息、向组播组发送消息的处理。3.3.2组播和广播在网络的拓扑结构图中，不同颜色表示不同的组。下图为进行广播和组播的实验结果：图3-8 查看路由信息结论：上图为广播与组播的实验结果，可以在列表框中看到我们的播放的消息，实验成功。3.4思考题1组播具体如何实现？路由器如何知道相应的组播目的节点在哪一方向？如何减小无用组播数据的传播以及形成环路的情况？答：主机收到数据包后，确认目的地址是组播地址。若本机也在该组播内，则将其送入本机内部处理。若本机路由表内有其它的同组主机，且不是该数据包的上一跳节点，则将数据包按路由表继续转发。对于无线网络来说，路由器无法只针对相应的目的节点进行发送（智能天线除外），只能将设置接收节点的地址。在该无线路由器的功率覆盖范围内的所有主机都将收到其发出的数据包，若本机地址与接收地址不一致则丢弃。若下一跳覆盖有同组节点，则直接发送；若有同组节点需要经过多跳，则继续转发，接收地址按路由表填写，目的地址仍为组播地址。2本实验的组网方式有什么不足，你能提出更好的组网方式吗？答：在实验过程中，有时会出现下面的情况：多台计算机通过蓝牙无线模块组网后，若其中一台死机，该计算机实际上与其它任何网内的机子已失去联系，但其它节点上的拓扑图仍然长时间不改变。这说明了本实验的组网方式中，网络的健壮性还有很大的欠缺，无线组网协议还不够完善。3无线网络环境非常复杂，链路经常会在某一方或双方可能都不知道的情况下因不可靠而断开，如何保证网络的自检查和恢复？对网络负载将会有何影响？答：无线网络需要定时探测网络的完整性，需要发现故障时自我修复的功能。当网络出现故障后，相当数量的业务需要重置和重发，这只会加重网络的负载。实验四：通信传输的有效性与可靠性分析实验四 通信传输的有效性与可靠性分析4.1实验目的1理解点对点数据传输中的流量控制，差错控制的方法。本实验软件主要介绍了点对点通信中速率测试的方法，流量控制方法，以及与速率相关的因素，并对多台主机共享信道时采取不同多点接入技术下的性能进行了仿真。学生利用本软件及蓝牙设备组建点对点式连接，可以观察不同连接方式下数据传输速率的变化，以及不同接入技术下性能的区别。2结合实验原理分析无误码情况下速率测试的结果；加上误码之后，在通信的可靠性和有效性之间做出折衷。3可选：理解多点共享信道的常用技术和它们的性能。4.2实验原理4.2.1数据传输的流量控制 （1）停止等待协议 图4-1 停止等待协议中数据帧和应答帧的时间正确传输一个数据帧的平均所需时间为：每秒成功发送的最大帧数就是链路的最大吞吐量max：max=1/tav。（2）连续ARQ协议 连续ARQ协议的要点就是在送完一个数据帧后，不是停下来等待应答帧，而是可以连续发送若干个帧，如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还可以接着发送数据帧。由于减少了等待时间，因此整个通信的吞吐量就提高了。连续ARQ协议一方面因连续发送数据帧而提高了效率，但另一方面，在重传时又必须把原来正确传过的数据帧进行重传（仅因为这些数据帧前有一个帧出错），这种做法又使传送效率降低。因此，若传输信道的传输质量很差时，连续ARQ并不优于停止等待协议。 （3）信道利用率和最佳帧长 信道利用率和最佳帧长的关系如下：数据帧取得很短，控制信息占的比例增大，导致信道利用率下降，如果帧长取得太长，数据帧在传输过程中出错的概率就增大，于是重传的次数就增大，这也会使信道利用率下降。所以，存在一个最佳帧长，在此帧长下信道利用率最高。对于陆地链路，取往返时延=100ms。链路容量为4.8Kb/s和48Kb/s两种数值。对于卫星链路，取往返时延=700ms。设每帧中信息长度为=48bit,误比特率=0.00001。可以求出在这种信道下，最佳帧长大体在1000-2000bit之间。4.2.2误码和差错控制 （1）检错重发ARQ需要通信两端具有双向信道。编译码器比较简单，纠错能力较强。但实时性较差。 本实验中使用CRC-16（2）前向纠错FEC 不需要反向信道，也不需要有反复重发引起的延误时间，故实时性较好。但设备较复杂。 本实验中使用（32，24）的线性分组码改自（31，26），监督字节中第三位无意义，高五位能够纠正32个位置的单比特错误。编码效率为1- r/n=3/4 2.2.3可选：信道共享技术 在实际工作中，经常会遇到有多个用户要同时和一个主机相连。分布式共享信道的方式称为多址接入的方式。最简单的多址接入的方式是复用，例如无线通信中的频分复用和时分复用。这样的网络为任意两个节点开通一条专用线路。实时性好，信道利用率不高。数字通信中，以动态分配信道资源的多点接入方式提高了网络利用率。多点接入技术主要有以下两类： （1）受控接入：轮叫轮询，传递轮询轮询是一种非竞争的动态分配共享资源的系统，它一般设有某个集中控制点称为主站，由它向各分散用户发出询问信息包，探询用户是否有信息欲发。分散用户只有待收到探询后方能使用信道。探询的方式有两种，一为由主站按某种顺序轮询，称为轮叫轮询；另一种为探询传递，既探询信令按某种顺序在各用户站间传递，称为传递轮询。前一种方法有利于优先权方式应用。 (i) 传递轮询的帧时延小于同样条件下的轮叫轮询的时延； (ii) 站间的距离越大，传递轮询的效果就越好； (iii) 站间的距离越小且通讯量较大，传递轮询带来的好处就太明显。（2）随机接入：ALOHA，CSMA和CSMA/CD当网络的通信量比较小时，轮询系统的工作效率较低，因为各站基本上没有什么数据可发送，但轮询的信息始终不停的在线路上传来传去。因此，当网络的通信量较小时，让用户自由地发送时数据所产生冲突的概率不大，这样的多点接入方式称为随机接入。两个重要的性能参数：设帧的到达服从泊松分布，吞吐量为S，吞吐量等于在发送时间内成功发送的平均帧数。0S1,S=1是极限情况，这种情况下表明帧一个接一个地发出去，帧之间没有空隙。可以用S接近1的程度来衡量信道利用率是否充分。网络负载G等于发送时间内总共发送的平均帧数，这包括发送成功的帧和因冲突未发送成功的帧。发送成功的概率为P，在稳定情况下：S=G*P纯ALOHA：设有无限个用户共享一个信道，这些用户的总呼叫是以为均值的泊松流。当任一用户有信息要发送时，便立即以定长信息包发上信道，即这是一种纯随机地抢占信道方式。但若有两个以上信息包同时发上信道便发生碰撞，此后纯随机地重发 。时隙ALOHA：为了提高吞吐量，可以将所有各站在时间上同步起来，并将时间划分为一段段等长的时隙，记为T0，同时规定，帧只能在时隙的开始时才能发送出去。时隙ALOHA用同步的代价换取了吞吐量的提高。 载波监听多点接入CSMA ：CSMA属于ALOHA方式的改进。由于采用了附加的硬件装置，每个站都能在发送数据前采用载波检查方法监听信道上其他站是否在发送数据。各用户只能在信道空闲时发出自己的信息包。具体到载波检测又有两种类型 ：非坚持CSMA和p坚持CSMA，坚持CSMA。载波监听冲突检测CSMA/CD：CSMA由于在数据发送之前进行载波监听，减少了冲突的机会。由于传播时延的存在，冲突还是不可避免的。一种称为CSMA/CD的改进方式，即载波检测碰撞检测，它能够边发送边监听，只要监听到发生冲突，则冲突的双方就必须停止发送。4.3实验内容及结果记录分析4.3.1性能仿真（1）连续ARQ和停止等待协议的差错率和帧传送平均延时的关系。图4-2 连续ARQ和停止等待协议的比较仿真结果分析：相同条件下，连续ARQ的平均传输时间整体上稍大（差错率在01之间）。差错率在00.1之间变化时使用两种协议传送的平均时间变化都很稳定，但随着差错率的继续增大，平均传输时间都会明显增大。相同条件下，连续ARQ的最大吞吐量整体上稍大（差错率在01之间）。随着差错率的增大（01之间），两种方式的最大吞吐量都会减小，但差错率在00.1之间变化时，停止等待协议的最大吞吐量变化量非常小，几乎稳定。当传播延时，重发时间，处理时间都远小于一个帧的发送时间时，采用停止等待和连续ARQ没有多少区别，而对于卫星电路，由于延时很大，停止等待协议就很不适用，这是就必须采用连续ARQ协议。（2）陆地和卫星通信信道环境中，各种参数下最佳帧长与信道利用率的关系。 图4-3 信道利用率和帧长的关系仿真结果分析：信道利用率最大时，卫星链路的帧长为4029bit，信道利用率为0.94475；陆地链路1的帧长为3986bit，信道利用率为0.97577；陆地链路2的帧长为3991bit信道利用率为0.97161。随着数据帧长的增大，三种链路的信道利用率都逐渐增大，数据帧长达到1000bit以上时，三种链路信道利用率都达到0.9以上。但这种变化并非为持续的增大，当信道利用率达到最大后，随着数据数据帧长的继续增大，信道利用率稍有减小，既存在一个最佳帧长。（3）共享信道技术、网络负载和吞吐量等参数之间的关系。图4-4 吞吐量S-网络负载G曲线图4-5 不同条件下，吞吐量S-网络负载G曲图4-6 不同条件下，吞吐量S-网络负载G曲图4-7 不同条件下，吞吐量S-网络负载G曲仿真结果分析：在没有延时的情况下，随着网络负载的增大，吞吐量持续增大，当负载接近1000时吞吐量基本接近1，且基本稳定。在有延时的情况下，吞吐量-负载变化曲线为类似于开口向下的抛物线形曲线，即随着网络负载的增大，吞吐量存在一个最大点，且延时量越大，最大吞吐量越小，最大吞吐量对应的网络负载也越小。2.3.2数据速率：在速率测试中，设置包的个数为10，测试次数为10次，取不同的包长，记录通过串口连接蓝牙设备模块和通过USB口连接蓝牙模块的测试结果（包括包长、数据量、花费时间和平均速率）。分析各次测试结果，从中可以得出什么结论？ （1）串口连接蓝牙设备：帧长分别为50、200，如下图所示：图4-8 数据传输数率图4-9 串口连接蓝牙设备数率比较结论：设置包的个数为10，测试次数为10次，取帧长分别为50字节和200字节，记录通过串口连接蓝牙设备模块的测试结果.可以看出,帧长越长,传输的数据量越大,花费时间越长和平均速率越快。（2）USB口连接蓝牙设备：帧长分别为50、200，如下图所示：图4-10 USB口连接蓝牙设备数率比较结论：设置包的个数为10，测试次数为10次，取帧长分别为50字节和200字节，记录通过USB口连接蓝牙设备模块的测试结果.可以看出,帧长越长,传输的数据量越大,花费时间越长，平均速率越快。（3）串口连接与USB口连接的比较：帧长为200，如下图所示：结论：设置包的个数为10，测试次数为10次，取帧长200字节，记录通过串口和USB口连接蓝牙设备模块的测试结果.可以看出,同样包长的情况下，USB口传输的花费时间和平均速度远远大于串口。2.3.3文件传输在文件传输测试中，传输一个大小为100kb的文件，误码率分别设为0.001、0.005、0.01和0.05，帧长设为300字节，最大传输次数为50。分别采用CRC与线性纠错编码方式纠错，记录通过串口连接蓝牙设备模块和通过USB口连接蓝牙模块的测试结果（包括误码率、传输字节、花费时间、重传次数和不同比特数）。分析各次测试结果，从中可以得出什么结论？图4-11 文件比较实验结果如下：（1）USB口连接蓝牙模块误码率数据量花费时间重传次数文件比较结果(字节)（ms）（次）源文件大小(字节)目的文件大小(字节)不同字节数(字节)不同比特数（比特）线性分组码0.001123900230310123900123900000.005123900221560123900123900000.0112390023016012390012390012180.0512390021953012390012390016802395CRC校验0.001123900146560123900123900000.0051239001514116123900123900000.0112390025406108123900123900000.05123900最大重传次数设置过小，传输中断（2）串口连接蓝牙模块误码率数据量花费时间重传次数文件比较结果(字节)（ms）（次）源文件大小(字节)目的文件大小(字节)不同字节数(字节)不同比特数（比特）线性分组码0.0011239001322970123900123900000.0051239001315310123900123900230.01123900131734012390012390025340.05123900132344012390012390016592374CRC校验0.001123900925150123900123900000.0051239009761016123900123900000.01123900118641108123900123900000.05123900最大重传次数设置过小，传输中断实验结果分析：在相同的条件下：传输一个大小为100kb的文件，误码率分别设为0.001、0.005、0.01和0.05，帧长为300字节，最大传输次数为50。采用CRC差错控制编码 在传输数据量一定的条件下，误码率越大，重传次数越多，花费时间也就越长。误码率为0.001时，重传次数为零。当误码率为0.05时，最大重传次数过小，不能传输文件。这种差错控制方式的传输时间较长，但却保证了传输的可靠性。在可靠性要求较高而