外文翻译--一种新的选择性重发ARQ系统 中文版

福州大学本科生毕业设计（论文） 外文翻译及原文 姓 名： 学 号： 学 院： 物理与信息工程学院 专 业： 通信工程 年 级： 2002 级 2006年 06月 10日 一种新的选择性重发 ARQ 系统 摘要 ： 在这篇文章中，讲述了一种结合连续传输模型和 SW ARQ 模型的部分重发 ARQ 差错控制系统。该系统传输数据依靠一个半双工信道。当它的吞吐量较高于 SW ARQ 策略和接近 GBN ARQ 策略的吞吐量时，比起 GBN ARQ 策略来说，它能节省带宽或一个信道。这篇文章的分析显示出该系统有卓越的性能和实用价值。 关键字：吞吐量， SW-ARQ， GBN-ARQ，误码率，半双工信道，差错控制。 1 绪论 在数字通信中， ARQ 差错控制系统是一种有效的重传差错控制方法。它有 3种基本类型和一些其他变化。 Stop-and-Wait （ SW ARQ）使用一个半双工信道，比较容易实行。但是当回路延时变长时，系统吞吐量将快速减少。 GBN ARQ（ Go-Back-N ARQ）和选择重传 ARQ 都是依靠连续传输来增加吞吐量。然而，他们需要一个全双工信道，而且更难实现。考虑到以上问题，我们将要介绍使用半双工信道的新 ARQ 系统。通过分析无差错时隙（即无差错序列）的信息和分布情况，系统运转在交替连续传输和 SW-ARQ 之间。当 SW-ARQ 使数据传输具有高可靠性时，连续传输将提高系统的吞吐量。因为使用半双工信道，该系统能节省通信系统的信道资源。因为存在稳定的 信道系统，使用该系统能增加前向传输的带宽和传输速度，并且能提高整个传输系统的传输容量。 2 系统结构。 图 1 显示了在这篇文章中的部分选择重传 ARQ 系统的工作过程。该系统使用半双工信道，交替使用连续传输和 SW-ARQ 来传输信息。不同于传统的 ARQ，接受端不需要接受每个字符都传输一个 ACK 或 NAK 来回答发端。收端只要发送一个码字到收端表明哪个码字出现错误。当一组连续码通过请求传输被全部接收后，收端将发送一个表示这个码组已经全部接受的应答 CACK。 在这个系统设计中，有两个问题必须解决。一个是怎样划分和编排码组。 在发送端开始传输之前，编码被划分为几个特定长度的组（这里假设长度为 M）。在这些组里，每个码字都被编号从 1 到 M。当发端发送码到收端时，它不需要发送这些编号。收端和发端依靠发送和接受的顺序位置来确定码字的编号。另一个是发端和收端需要一个数据缓存器来存储 M 个码子，同时收端还需要一个缓存器来存储错误码字的编号，从而使系统工作正常。 下面我们讨论怎样确定码的长度 M。在通信系统中，随机因素会导致错误序列的产生。随机序列或随机过程，都遵守一个特定的分布规则。所以，在分析无错误时段（即无错误序列）和它的分布情况，发送端就能 选择连续传输组的长度使整个系统更加有效和合理。 倘若在信道上的输入序列是 C= (0c，1c e) 1c GF（ q）。在二进制系统中， q=2，1c GF（ 2）， C 是一个由符号 0 和 1 组成的序列，令 R=(0r, 1r )为信道 的输出序列，1r GF（ 2）。因为在信道中有干扰， C 并不等同于 R，它们的关系如下： 0 0 1 1(,R C E c e c e ） E=R C=(01,ee ) E 是不同于输入和输出序列的设备。它明显是一个完全由信道干扰决定的随机序列。我们称它为信道中的错误序列。 E 中的符号“ 0”表示这个位置的码字是对的，“ 1”表示这个位置的码字是错的。 解释：在错误序列 E 中，如果介于两个邻近错误码比特（ 1）的无错误码比特（ 0）的数量为 K-1，这时此无错误码比特序列就称为长度为 K 的无错误时段或无错误序列，简称为 K 时段。令 GK 表示 K 时段。这时 GK 发生的可能性为： P（KG） =P（ 10K 1/1） 显然地，1()KKPG= 11( 0 1 / 1 ) 1KKP 如果时段长度（取平均值） E（ K）存在，这时： EK=11( 1 ) ( 0 1 / 1 )jjjP 上面的公式中， P(i/j)表示在 i 成立的条件下， j 成立的概率。 如果错误序列 E 的长度 N 太大，这时我们能依照下面的公式： 0 ( 1 )KE K K 1K 长 度 为 （ ） 的 时 段 数总 的 时 段 数 量 得到这个时段的平均长度。 因为在序列中，时段的数量等于符号“ 1”的数量，所以我们把上面的公式改写为 Ek= 0111 *KKKNN （ ） 长 度 为 （ ） 的 时 段 数序 列 中 符 号 的 数 量在上面公式中，分子的数值相当于 N，所以： EK= 111 PN序 列 中 符 号 的 数 量这里 P 表示信道中错误比特的概率。这表示无错误时段的平均长度等于错误比特概率的倒数。从物理学的角度来看，这很容易理解。 在我们的 ARQ 系统中，我们把无错误序列的平均长度认为是连续传输长度。这使码字不断地流通在无错误时段。因此，它能增加通信效率。 下面，描述系统的详细运做过程。 （ 1）连续传输编码 当系统开始运做，它就处于连续传输状态。对于发送端，数据在信道编码器输出抗干扰编码后，从数据源传输到接收端。同时，为了适当重传依照接收端应答判断出来的错误码字，码字也 要被传输到数据缓存器存储。上面的过程一直重复着，直到所有 M 个码全部被发送。此后，发送端将变成 SW ARQ 状态。对于接收端，从信道来的码字用信道译码器译出。如果无错误，码字就被存储到数据缓存器。如果有错误，该码字的编号（由接收序列来判断）将被传输到编号存储器。同时，系统在数据存储器留出一个位置以便存储错误的码字。在接收端接收码字的过程是连续的。当接收端收到所有 M 个码字，它也变成 SW ARQ 状态。 （ 2） SW ARQ 情形 吞吐量是描述这种反馈差错控制系统的一个重要信息。它定义为每个单位时段接收端收到和发送给 使用者平均信息数量和发送端发送数据的平均数量。接下来讨论系统的吞吐量并和 SW ARQ 系统的吞吐量进行比较。首先，先找出在连续传输组中 M 个码的平均发送时间。假设 n 为码组长， K 为信息比特长， R 为传输速率， T 为在 SW ARQ 情况下的环路延时。如果我 们假设错误比特率为 P，接收端接收正确率为 Pc，则： Pc= (1-p) 误码率为： PB= l-Pc= 1- (1 -p) 所以平均传输时间 N 为： N =M+MBP+MiP+ =M1 1iBi BMPP 在传输 M 个码的 N 次传输里，有 M 次处在连续传输状态， N-M 次处在 SW ARQ 状态。所以，花在 N 次传输的时间能转换成比特量： N X n + (N M 4- 1 ) X R X T 传输信息比特量为 M XK，所以系统的吞吐量为 根据上面的分析， M 被认为是无差错时段的平均长度。因为信息用字节传输，所以 M 的值为 1/8p。上面的等式可以写成： 据我们所知， SW ARQ 的吞吐量为： 因为 p 1，我们可以很容易看出我们系统的吞吐量比 SW ARQ 高得多。 第一个连续发射组 第一个连续发射组 第二个连续发射组 错误 错误 错误 图 1 运作过程的示意图 图 2 发射端的操作框架 变为 SW ARQ 状态 收到回复 C 由 C来决定重传码 对 错 错误 无错误 例 3 收端运作框架 0 j 转为连续传输状态 接收一个码 j+1 j 译码 在数据缓存器存储码字 发回应答CACK 发送一个应答数字 收到一个码 译码 当数字缓存器清除该数字后，