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基于ARQ的数字通信系统纠检错方法,获取更多毕业论文/毕业设计,请登录360毕业设计网,,或加qq:604664738量身定做！
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福州大学本科生毕业设计（论文）外文翻译及原文姓 名：颜永灿 学 号：1002585 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= ( ， e) （q）。在二进制系0c11cGF统中，q=2， （2），C 是一个由符号 0 和 1 组成的序列，令 R=( , 1cGF 0r)为信道的输出序列， （2）。因为在信道中有干扰，C 并不等同1r1r于 R，它们的关系如下：）01(,EceE=R C=( ),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（ ）=P （ 1/1）KG10显然地， =1()1(/)KP如果时段长度（取平均值）E（K ）存在，这时：EK= 11()0/)jj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)K1K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= 01*KKN（ ） 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= 11PN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+M +M +=MBiP1iBiMP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 运作过程的示意图变为 SW ARQ 状态收到回复 C由 C 来决定重传码图 2 发射端的操作框架对 错 错误无错误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，码发送到数据缓存器 例 3 收
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