噪声信道基础上多中继的GBN

1、噪声信道基础上多中继的GBN第二章 基本的 ARQ 技术链路平均传输效率近年来，伴随着数据网络的飞速发展，基于数据业务的通信在各种通信中占的比重越来越大。无线通信系统自身产生的一些亟待解决的问题：信道中的时变衰落对通信系统影响较大，导致信道状况较为恶劣，误码率较高；另一方面，随着数据传输速率的提高，信道对抗衰落的能力会逐渐降低，系统容错能力通常也会相应下降。数据通信系统的发展要求提供更高的链路传输效率以及更可靠的数据传输，因此数据通信中有效的差错控制起着举足轻重的作用。在OSI信息传输模型的数据链路层中，其差错控制主要用于一条物理链路的两个端点之间的数据传输，所采用的技术是ARQ(Automa

2、ticRetransmission Request)。2.1 停发等候重发ARQARQ就是在发送端对发送信息进行一定的信号处理，发送的信息序列按顺序分组，使每组发送信号符号(也就是数据包)之间具有一定的约束关系，在接收端，利用这种符号之间的约束关系对信号进行检测。如果约束关系成立，则判定信号传输无错误，接着，接收端立刻反馈一个确定信息到发送端，让发送端发送下一组信息符号；否则，就判定信号传输有错发生。此时，接收端立刻反馈一个否定信息到发送端，让发送端重新发送该组信息符号，重复上述过程，直到传输成功为止4。常用的ARQ系统有三种：停发等候重发、返回重发和选择性重发。我们先分析下停发等候重发模式。

3、2.1.1 停发等候 ARQ 重发实现模式由于发送端发送数据包，接收端进行CRC纠错后反馈应答信息，为了保证收发端之间的双向链路正确工作，需要在传输的数据包中增加发送序号(SN)和接收序号(RN)，如图所示。停发等候重发模式是最简单的数据包重传实现模式，人们又称作停等式ARQ(StopAnd Wait-ARQ)。该模式的基本思想是：在发送下一个数据包之前，保证前一个数据包已经被正确接收。因此，该实现模式可以分成如下几个基本步骤4：第1步 设sT 是一个帧的往返周期，发送端在sT 内发送出一个数据包给接收端。第2步 接收端收到数据包后，对它进行检测。如果检测后没有发现错误，则向发送端反馈一个确定

4、的信息指令(ACK)；否则，反馈一个否定的信息指令(NACK)到发送端。第3步 发送端接收反馈回来的信息指令，根据指令的信息确定下一次发送的数据包。如果收到确定的信息指令(ACK)，就发送下一个数据包；否则，就重发上一次发送的数据包。第4步 重复第1步第3步，直到所有的数据包都发送完为止。很明显，上述操作在实现过程中，不能充分地利用前向链路或者前向信道进行传输，这是由于每次发送一个数据包前需要等待前一次发送数据包的反馈信息，那么就意味着前向链路存在空时间并造成信道浪费，从而该系统的传输效率较低。从实现复杂度上看，此算法实现简单，数据包的到达次序和传输次序是一致的。第二章 基本的 ARQ 技术链

5、路平均·················102.1 停发等候重发 ARQ··················&

6、middot;···············102.2 返回重发 ARQ ···················&middo

7、t;················122.3 选择重发 ARQ ···················&mi

8、ddot;············14第三章 基于噪声信道和完整分组关系····················153.1 单信道 GBN-ARQ 的时

9、延····································153.2 多信道 G

10、BN-ARQ 系统性能····································1

11、73.3 多信道 GBN-ARQ 系统的稳态··································&middo

12、t;······223.4 数值例子······························

13、············23第四章 基于重传受限的多中继协作 GBN-CARQ ··254.1 重传受限的多中继协作 GBN-CARQ 系统················&mid

14、dot;····254.2 仿真和性能分析 ·······························&m

15、iddot;···················31第五章 结论与展望5.1 论文的工作小结本文围绕着多信道通信和多中继协作通信展开对系统时延模型的研究，分别对建立的 Rayleigh 衰落信道下的多信道 GBN-ARQ 系统与多中继协作 GBN-CARQ 传输系统模型进行结构原理和工作原理的分析和详细介绍，并分析了传输模型下系统

16、的时延性能。论文主要完成的工作如下：1.考虑了发端发送分组时隙内到达的分组和子信道具有不同的分组传输错误率，本文建立和分析了 Rayleigh 衰落信道下的多信道 GBN-ARQ 系统的 M/G/1 排队模型，研究系统平均队列长度构成的马尔科夫链并用来精确分析系统时延和描述系统状态。2.修正了系统空闲与繁忙时到达分组数目之间的关系，在新关系下分析了系统状态转移矩阵，利用概率的方法通过分析系统稳态方程求得系统平均时延和吞吐量的表达式，利用伯努力分布精确计算了多信道传输中h个分组被发送仅有t个分组在任意t个子信道成功传输的概率；3.基于噪声干扰信道和实际通信中数据帧的重传次数受限，建立 Rayle

17、igh 衰落信道下无线传输网络中多中继协作 GBN-CARQ 系统的 M/G/1 排队模型，分析系统正确传输分组的概率分布，得到系统平均时延、最小中继节点数和最小滑动窗口数等系统性能指标的表达式，进而掌握了在一定的系统传输条件下确定最小中继节点数与最小滑动窗口长度的办法，得到了对传输系统实施有效的中继节点数和滑动窗口控制的方法。参 考 文 献7 Giuliano Benelli, Andrea Garzelli. New Modified Stop-and-Wait ARQ Protocols forMobile Communications. Wireless Personal Commun

18、ications, 1994, 1 (2):117-1268 E. Miltiades, N. Anagnostou, Emmanuel, Protonotarios. Performance Analysis of theSelective Repeat ARQ Protocol. IEEE Trans. Commun., 1986, l(34): 127-1359 S. W. Fuhrmann. A Note on the M/G/1 Queue with Server Vacations. Opns. Res, 1984, 32:1368-137310 B. T. Doshi. Queueing System with Vacation-A Survey. QSTA, 1986, 1: 29-6611 J. Hunter. Mathematical Techniques of Applied Probability. New York: Academic Press,198315 H. Taka