Delist.ru

Комплекс решений по оптимизации передачи данных в радиоканалах с замираниями (30.08.2007)

Автор: Мелентьев Олег Геннадьевич

максимальны и определяются выражением (1).

1 – по формуле (13), 2 – по результатам имитационного моделирования

, тогда значение модифицированного коэффициента группирования при хоппинге двух каналов и перемежении можно определить выражением

при длине хоппинга, равной 10 элементов, полученные по результатам имитационного моделирования и расчётов по формулам (1) и (14), показаны на рисунке 12.

Совпадение результатов имитационного моделирования и расчётов по формуле (15) подтверждает правильность проведённых рассуждений.

– 0, 1, 2, … .

степень декорреляции остается постоянной, но задержка возрастает. Следовательно, оптимальным можно считать значение глубины перемежения, равной длине слота.

В пятой главе рассматриваются вопросы моделирования систем с классической и гибридной обратной связью. Системы с гибридной обратной связью помимо обнаружения ошибок и переспросов при необходимости обеспечивают их исправление.

??????4

???????????4

???????$???????4?°

??$?????4

????$???????3

?????$??????

?????????p

#дов (ГРОС-ККК).

. После исправления ошибок информационный блок повторно проверяется на наличие ошибок. Если ошибки остаются, то в следующей попытке повторяется информационный блок n.

Система ГРОС-СКК. Структура системы ГРОС-СКК показана на рисунке 14. После кодирования в блочном кодере информационный кадр вместе с r проверочными разрядами кода, обнаруживающего ошибки, образуют блок X длиной n элементов. Перед свёрточным кодированием к блоку добавляется v «нулевых» элементов для завершения решётки. Затем блок поступает в свёрточный кодер со скоростью 1/3. Каждый входной элемент на выходе кодера порождает три элемента. Выходные элементы с каждого сумматора кодера поочередно записываются в три регистра буфера Yl так, что первый регистр содержит первые элементы Y1, второй – вторые Y2, и, соответственно, третий – третьи Y3.

Рис.14. Структура системы передачи данных ГРОС-СКК

В соответствии с номером попытки передачи (l=1,2,3), в блочный матричный перемежитель из буфера поступает блок Yl, к которому добавляются m «нулевых» элементов для завершения матрицы перемежения. После перемежения блок Ylp длиной n+v+m элементов передаётся по прямому каналу с группирующимися ошибками.

На приёмной стороне блок Y*lp поступает в деперемежитель, где восстанавливается исходный порядок следования элементов и убираются m добавочных элементов. Восстановленная последовательность Yldp записывается в буфер. В зависимости от номера попытки передачи, блок сразу передаётся в свёрточный декодер (l=1) или сначала попадет в объединитель (l=2,3). В объединителе поступающие из буфера блоки объединяются путём чередования элементов в последовательность Y* длиной l(n+v). Свёрточный декодер (l,1,v+1) декодирует полученную последовательность и усекает блок X* до n элементов. Блочный декодер проверяет блок X* на наличие ошибок и принимает решение о качестве декодирования.

Обнаружение ошибок в блоке инициирует передачу по обратному каналу отрицательной квитанции. При получении первой отрицательной квитанции по прямому каналу передаётся блок Y2p, а на приёме производится исправление ошибок свёрточным декодером (2,1,v+1). В случае повторного обнаружения ошибок передаётся Y3p, а ошибки исправляются более мощным декодером (3,1,v+1). Если третья попытка оказывается неудачной, система возвращается к первой попытке или переходит к передаче следующего информационного блока.

В системе ГРОС-ККК приём при первых двух попытках передачи происходит аналогично системе ГРОС-СКК. Если после исправления ошибок свёрточным декодером (2,1,v+1) происходит их обнаружение, в третьей попытке передаётся корректирующая группа длиной r2 элемента аналогично системе ГРОС-БКК. Блок X* вместе с корректирующей группой r2 из буфера поступают в блочный декодер-2, где происходит коррекция ошибок.

В начале главы предложена методика анализа ВВХ классических систем с обратной связью и адресным переспросом, учитывающая вероятность необнаружения ошибок в блоке. Получены упрощённые формулы для расчёта ВВХ системы, позволяющие сократить время вычисления.

попыток. Для системы ГРОС-БКК с ожиданием получены выражения, позволяющие определить вероятность успешной доставки:

– вероятность приёма блока без ошибок, Pи – вероятность исправления ошибок и Pни – вероятность того, что после исправления ошибки останутся.

. Показано, что при независимых ошибках выигрыш возможен в случае выполнения неравенства

Далее были получены выражения для оценки затрат двоичных элементов на передачу блока при заданном числе попыток.

Средние затраты в прямом канале:

Затраты в обратном канале:

Анализ показал, что система с гибридной обратной связью обеспечивает большую вероятность успешной доставки при меньших затратах. Увеличение вероятности успешной доставки одновременно с уменьшением затрат приводит к выигрышу по относительной скорости передачи для гибридной системы более чем в 2 раза.

Далее проводится моделирование систем с адресным переспросом.

В классической системе РОС-АП передача ведётся пакетами по N блоков. При обнаружении ошибок происходит адресный запрос повторения в следующей попытке только поражённых блоков. Моделирование такой системы удобно проводить на основе марковских цепей.

Выберем в качестве состояния системы количество успешно доставленных блоков j в пакете длиной N. В качестве дискретного шага системы выберем следующую попытку передачи после приёма сигнала обратной связи, несущего информацию о результатах предыдущей попытки. Граф системы РОС-АП при передаче четырёх блоков в пакете представлен на рисунке 15.

Рис.15 Граф состояний системы с ОС и адресным переспросом

. Матрица переходных вероятностей будет выглядеть следующим образом:

имеют смысл правильного исправления Х блоков из Y после передачи корректирующей группы. Данные элементы определяются выражением

Рис.16 Зависимости ВВХ систем ГРОС-БКК и РОС с адресным переспросом от максимального числа переспросов

На рисунке 16 представлены зависимости вероятности успешной доставки, затрат в прямом и обратном каналах и относительной скорости передачи от количества попыток для ГРОС-БКК системы с АП и классической системы РОС-АП, полученные аналитически (сплошные линии) и методом имитационного моделирования (точки). Данные зависимости наглядно иллюстрируют преимущества гибридной системы.

, число блоков в пакете N=3.

загрузка...