城際鐵路通信系統(tǒng)論文范文

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1AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸設(shè)計(jì)

城際鐵路通信系統(tǒng)承載的主要業(yè)務(wù)，有電路域數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)和分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。具體如表1所示。電路域數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，又要十分準(zhǔn)確地傳遞信息，具有最高或者較高的優(yōu)先級(jí)；分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低（與電路域業(yè)務(wù)相比），突發(fā)性強(qiáng)，有一定的數(shù)據(jù)量。本文將跨層設(shè)計(jì)應(yīng)用于城際鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)中，根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型的不同，在物理層和鏈路層進(jìn)行AMC－HARQ跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)。AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸?shù)南到y(tǒng)模型如圖1所示。

物理層釆用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型分類(lèi)，制定M種調(diào)制方式和編碼方式。首先，接收端通過(guò)信道測(cè)量技術(shù)，估計(jì)出信道質(zhì)量信息，并通過(guò)反饋信道，將信道質(zhì)量信息反饋給發(fā)送端；然后，發(fā)送端根據(jù)接收到的信道質(zhì)量，選擇下次傳輸要使用的調(diào)制編碼階數(shù)。MAC層采用同步并行停等協(xié)議即HARQ協(xié)議。首先對(duì)各數(shù)據(jù)幀分別進(jìn)行CRC編碼，級(jí)聯(lián)構(gòu)成數(shù)據(jù)幀進(jìn)入物理層。物理層使用FEC編碼對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，然后存入緩存用以進(jìn)行重傳。接收端經(jīng)過(guò)譯碼、CRC校驗(yàn)后，回送確認(rèn)幀。確認(rèn)幀包含了幀確認(rèn)號(hào)和重傳比特向量。

幀確認(rèn)號(hào)表示鏈路層上一個(gè)按序接收的幀的序號(hào)，重傳比特向量比接收窗口長(zhǎng)度（W）小1的比特向量，即長(zhǎng)度為W－1。比特向量表示當(dāng)前接收窗口的所有幀接收情況，如“1”表示需要重傳，“0”表示接收成功。由于重傳比特向量是接收窗口的歷史移位記錄，即使當(dāng)前的確認(rèn)幀因信道變化而丟失，確認(rèn)幀也不應(yīng)重發(fā)，因?yàn)楹罄m(xù)的確認(rèn)幀包含歷史的接收記錄。確認(rèn)幀格式如圖2所示。收發(fā)雙方的鏈路層都緩存W個(gè)數(shù)據(jù)幀。發(fā)方維護(hù)發(fā)送緩存和重傳列表，發(fā)送緩存中保存著當(dāng)前發(fā)送窗口中未確認(rèn)的幀，重傳列表中保存了待重傳的幀序號(hào)。收方的接收緩存保存當(dāng)前接收窗口中亂序的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)接收到的幀有序后，鏈路層向。

2AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸性能分析

本文使用Matlab仿真工具對(duì)基于AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，模擬信道使用瑞利衰落信道模型，每個(gè)數(shù)據(jù)包中含信息位500bit，通過(guò)1／3碼率的卷積碼，仿真包數(shù)目每次1000個(gè)，結(jié)果取6次平均值，同時(shí)假設(shè)CRC能正確校驗(yàn)。在物理層，提供不調(diào)制、BPSK、QPSK、8PSK等4種傳輸模式，系統(tǒng)可以根據(jù)AMC中每種傳輸模式的瞬時(shí)誤包率（PER）和接收到的SNR在各種物理層傳輸模式之間的關(guān)系，自適應(yīng)地選擇合適的調(diào)制編碼方式。在鏈路層，要綜合考慮時(shí)延、誤包率和吞吐量，真正滿足城際鐵路不同業(yè)務(wù)的QoS要求。設(shè)置最大重傳次數(shù)為N＝0、1、2，測(cè)試在不同干擾條件下，不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型的成功率，見(jiàn)圖3，圖4，圖5。可見(jiàn)，通過(guò)AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸方案，當(dāng)鏈路層重傳1次，可以在5％干擾情況下實(shí)現(xiàn)95％的接收成功率；鏈路層重傳2次，可以在5％干擾情況下實(shí)現(xiàn)99％的接收成功率，在10％干擾情況下實(shí)現(xiàn)94％以上的接收成功率。

綜上所述，根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型不同分類(lèi)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高且數(shù)據(jù)量小的電路域數(shù)據(jù)、話音業(yè)務(wù)，系統(tǒng)可采用不重傳或重傳1次模式；對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，突發(fā)性強(qiáng)，且有一定的數(shù)據(jù)量，系統(tǒng)可采用重傳2次模式保證接收成功率。

作者：張婷單位：廣東珠三角城際軌道交通有限公司