《低速数据传输差错控制方式的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低速数据传输差错控制方式的研究（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 如何提高数据传输的可靠性、实现实时通信是一个迫切需要解决的问 题，也是现代数字通信设计者所面临的主要课题之一。 在本文中，首先回顾了差错控制技术的发展历史，然后研究讨论了 A R Q及混合型A R Q的各种基本型方案， 在此基础上，深入研究了一种修正 型 S WI H E C方案，其基本思想是:将传输时间分成相等的时间间隔，信息 码组 ( 己经过编码)的传送、应答的发送以及信息码组的重传在一个时间间 隔内依次占用信道，每一信息分组的处理均在该时间间隔内完成，也就是若 经一次重传后，仍有不可纠错误，放弃该信组，且在每一个时间间隔开始时 刻发端只能发送一个新
2、的码字，收端在一个时间间隔内也只能接收一个信息 分组，被收端接收的信息分组首先被存贮起来，在下一个时间间隔开始就马 上输出给用户，这样就确保了信息传输的连续性。针对一实际通信分系统应 用该方案进行差错控制，用单片机模拟实现该差错控制系统。通过对该方案 理论分析与实验证明相结合的方法，得出:该方案具有极低的误码输出，信 息传输的连续性非常好，适合随机错误与突发错误并存的组合信道下低速全 双工实时通信，为在要求信息连续性的系统中应用 A R Q( 或 H E C ) 技术提 供了方法。 关键词差错控制编码;自 动请求重传 ( A R Q ) ;混合A R Q ; S WI H E C 哈尔滨工业大
3、学工学硕士学位论文 Ab s t r a c t H o w t o i m p r o v e t h e r e l i a b i l i t y a n d r e a l - t i m e t r a n s m i s s i o n o f d a t a i s a p r o b l e m t h a t n e e d s t o b e s o l v e d i m m e d i a t e l y . A l s o i t i s o n e o f t h e m a i n s u b j e c t s t h a t m o d e r n d i g
4、 it a l c o m m u n i c a t i o n d e s i g n e r s a r e f a c i n g . I n t h i s p a p e r t h e d e v e l o p m e n t o f e r r o r c o n t r o l t e c h n o l o g y i s d e s c r i b e d . A l s o , t h e b a s i c s t r a t e g i e s o f e v e r y A R Q a n d h y b r i d A R Q a r e s t u d i
5、e d a n d d i s c u s s e d B a s e d o n t h e s e , a n i m p r o v e d S t o p - a n d - Wa i t 升p e - I H y b r i d E r r o r c o n t r o l p r o t o c o l i s p r o v i d e d . I t s b a s i c i d e a i s t h a t : D i v i d e t h e t r a n s mi s s i o n t i m e i n t o e q u a l t i m e s l o
6、 t s . T h e t r a n s m i s s i o n o f i n f o r m a t i o n ( w h i c h h a s b e e n c o d e d ) a n d r e s p o n s e , a n d t h e r e t r a n s mi s s i o n o f i n f o r ma t i o n o c c u p y c h a n n e l s o r d e r l y i n o n e t i me s l o t . T h e p r o c e s s i n g o f e a c h i n
7、f o r m a t i o n g r o u p s h o u l d b e i m p l e m e n t e d i n t h i s t i m e s l o t . T h a t s t o s a y , i f t h e r e i s e r r o r a ft e r o n e r e t r a n s m i s s i o n , d e s e r t t h i s g r o u p . T h e s e n d i n g e n d c a n o n l y s e n d a n e w c o d e a t t h e b e
8、 g i n n i n g o f e a c h t i m e s l o t . T h e r e c e i v i n g e n d c a n o n l y r e c e i v e o n e i n f o r m a t i o n g r o u p d u r i n g t h i s p e r i o d o f t u n e T h e i n f o r m a t i o n r e c e i v e d a t t h e r e c e i v i n g e n d i s f i r s t l y s t o r e d , a n d
9、 a t t h e b e g i n n i n g o f n e x t t i m e s l o t i t i s s e n t t o t h e u s e r . I n t h i s w a y i t i n s u r e s t h e c o n t i n u i t y o f t r a n s m i s s i o n . C o n s i d e r i n g t h e d e m a n d o f a p r a c t i c a l d i g i t a l c o m m u n i c a t i o n s y s t e m
10、 , a s c h e m e o f i m p r o v e d S WI H E C i s d e s i g n e d a n d a c h i e v e d b y u s i n g s i n g l e c h i p c o m p u t e r . A n a l y s i s o f t h e o r y a n d e x p e r i m e n t h a s p r o v e d t h a t t h i s p r o t o c o l h a s l o w e r r o r - r a t e a n d c o n t i n
11、u o u s d a t a o u t p u t , i t i s a b l e t o p r o v i d e p e r f e c t r e a l - t i m e c o m m u n i c a t i o n w i t h l o w e r r o r - r a t e a n d v e r y s u i t a b l e f o r f u l l d u p l e x c o mb i n e d c h a n n e l w h e r e r a n d o m a n d b u r s t e r r o r b o t h e x
12、 i s t . I t p r o v i d e s o n e m e t h o d o f u s i n g A R Q a n d H E C t e c h n o l o g y o n s y s t e m s t h a t d e m a n d c o n t i n u o u s l o w r a t e d a t a o u t p u t . K e y w o r d s e r r o r - c o n t r o l c o d e , a o t o m a t i c - r e p e a t - r e q u e s t , h y b
13、 r i d e r r o r c o n t r o l , S W I HE C 哈尔滨工业人学工学硕士学位论文 第 1 章绪论 7 0年代以来，随着作为数据处理、交换和存贮中心的计算机、卫星通 信及高速数据网的飞速发展， 用户对数据传输的可靠性提出了越来越高的要 求。因此如何提高数据传输的可靠性，成为一个迫切需要解决的问题，也是 现代数字通信设计工作者所面临的主要课题之一。 为了保证信息的传输质量，保证信息可靠传输，必须采用纠检错编码系 统和其它抗衰落技术。 所谓差错控制编码就是在信息发送之前，在信息码元中增加一些码元一 一冗余码元 ( 也称监督码元或校验码元) ，使信息码元与校验码元
14、之间构成 一定关系， ，然后把它们一起传送出去，接收端收到这些码元后能通过检验 它们之间的 这种关系发现差错， 甚至自 动纠正差错( 1 1 。 现代移动通信中 采用 的差错控制编码方式有 3种:前向纠错编码 ( F E C ) 、自动请求重发 ( A R Q ) 和混合纠错 ( H E C ) a 自 动请求重发 ( A R Q )是在接收端发现差错时就要求发送端重发这部 分有错的信息， ，直到接收端认可为止。因此，该方式需要反向信道，同时 也存在传输时延，所以在实时性强、无线资源紧张的移动通信中并不常用， 特别是在移动通信的物理层中几乎是不用的。但对于象数字移动通信信道结 构的高层 ( 如
15、链路层) ，系统依据业务的性质也采用 F E C与 A R Q的混合方 式2 .3 1 。前向纠错编码 ( F E C )是利用接收端信息来检错的，它以后验概率 似然译码理论为依据，有分组码和卷积码 2大类检错和纠错码，以及诸如奇 偶 校 验码、 恒比 特码 等检 错码。 4 1 这种能够发现错误甚至能纠正错误的数据传输系统被称为差错控制系统 5 1 下面，我们首先了解一下差错控制编码及 A R Q差错控制技术的发展概 况。 1 . 1 差错控制编码的发展概况 1 9 4 8 年，S h a n n o n 提出著名的信道编码定理，奠定了现代通信特别是差 错控制编码的理论基础。该定理虽然仅是存
16、在性的，但对通信的指导意义十 分明显。它给通信工作者指出了进行可靠通信的新方向和新途径。差错控制 哈尔滨工业大学T学 亚1 : 学位论文 编码正是在该理论的指导下发展起来的6 1 大体上，现在的差咋 普 控制编码都属于代数编码，按照对信息源输出的信 号 序列处理方式的不同， 分为分组码与卷积码两大类 7 l ， 在分组码中 按照码 的结构特点，又可分循环码与非循环码:按照校验元与信息元之间关系分为 线性码与非线性码;根据纠正错误的类型可分为纠正随机错误的码和纠正突 发错误的码;按照每个码元取值来分， 可分为二进制与多 ( 9 ) 进制码，这 里R - p ( p 是素数， m是任意正整数) 。 目 前在编码理论中发展得最为迅速，理论上较成熟的是分组码的代数编 码和译码，码的重量分布和码限等。在卷积码方面，由于缺乏较完整和统一 的数学工具进行描述，显得比较零乱，但取得的成果还是很多的。至于非线 J性码部分，由于数学上的困难，近几年来没有取得特别重要的成果，进展比 较缓慢 8 1 从 时 11 11 上 看，自G o la y 和H a m m i n g v
