毕业设计基于arq的数字通信系统纠检错方法

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1、基于ARQ的数字通信系统纠检错方法第一章绪论1.1研究背景:一提到通信,自然地被理解为传统的远程数据通信。其实除了传统的通信外,由于计算机具有很强的数据处理能力,数据在计算机各部分的传递本身就是通信.无论是什么样的通信,都对数据传输的可靠性提出了更高的要求。所谓数据传输的可靠性，是指当数据在信道上传输时，对于噪声干扰所造成的错误，接收端能够发现或自动纠正的性能。这种能够发现设置能纠正错误的数据传输系统被称为差错控制系统。完成差错控制的主要手段之一是，对所传信息（数据）进行编码，即利用代数的方法，给信息附加一些保护数据，使这些保护数据和所传输数据之间建立起一些相互约束关系，从而完成编码。另一方面

2、，为了更有效地进行差错控制，在纠错编码的基础上，利用正反两个信道，收端把信息收到正确与否的情况及时通知发端确定是否需要重发。这样就构成了收发双方的自动应答关系，这样的系统就称作ARQ差错控制系统。提高数据传输的可靠性，有两种途径：或者增加发送信号的功率，提高接收端的信号噪声比；或者采用编码方法对信道差错进行控制。前者经常受到条件限制，不是所有情况都能采用。后者是建立在Shannon理论基础上的，近十年发展起来差错控制编码技术。编码和提高发送功率都能在接收端有效地抑制噪声信号，而有效地在噪声中恢复出有用信号。从这个意义上说，差错控制编码中的编码和提高发送信号功率是等效的。把编码技术应用到通信中，

3、对信道中燥声产生的差错进行控制，组成一个差错控制通信系统。目前利用的都是ARQ技术和FEC技术（前向纠错技术）。FEC技术虽然效率比较高，但它的可靠性远不如ARQ技术。此外，FEC技术对信道的适应能力比较差，无论信道优劣，它的效率都是一个恒定值。ARQ技术的应用范围极为广泛，目前它已应用在电报系统、电传系统、传真通信系统、计算机通信网、卫星通信、计算机存贮系统等。ARQ技术之所以得到广泛应用是由于它有一系列的优点。首先它实现简单、可靠性高，对信道具有很大的适应能力。ARQ系统的主要缺点是在信道干扰较强时效率降低。现在对ARQ技术的研究主要集中在如何提高效率上。1.2ARQ技术的发展历史：197

4、5年Sastry提出了一种方案，它对基本的Go-back-N方案做了一些修正，使浪费在重传码组上的时间得以减少。一般的信道在绝大多数情况下p（码组错误概率）<1/2，所以这时Sastry方案比Go-back-N（退N步重传）效率低。只有当p>1/2时（即信道很差时），Sastry方案才优于Go-back-N，说明Sastry有一定的局限性。Morris对Sastry27基于ARQ的数字通信系统纠检错方法方案做了一些修正，使得它更加减少了浪费在多余重传码组中的时间，效率有了进一步提高（在p较大情况下），在p较小时，他与Sastry方案基本是相同的。1979年，Towsley提出了一个“Ideal

5、izedARQ”作为一种参考标准，利用排队论分析系统，提出了排队长度和等待时间两项指标来描述系统性能。这种描述和用效率描述实质是一样的，排队时间长，排队长度远大，相当于效率低；反之，效率高。Towsley还提出了一种“StutterARQ”方案，它实际上也是对Go-back-N方案的一种修正。对于中、低误码率情况下，“StutterARQ”方案和“IdealizedARQ”方案几乎是一样的。随着大规模集成电路及计算机应用的不断发展，为智能化ARQ方案的实现提供了可能。1982年Weldon提出了一种改进“Sw-ARQ”与“Go-back-NARQ方案，它在效率上明显地要比“Sw-ARQ”与“G

6、o-back-NARQ方案效率高。主要思想是使系统对信道有自适应能力，信道好时，发送的次数少（速度高），信道差时，发送次数多（效率低）。怎样进一步提高效率呢？我们知道FEC之所以效率高是因为纠错靠纠错编码，而不进行重传。如果把FEC技术和ARQ技术结合起来，效率会进一步的提高。1982年，ShuLin与PhilipS.Yu首次将FEC和ARQ技术结合起来，提出了一种混合型ARQ方案。虽然它的效率较高，但在利用码组方面不够充分，即没有充分利用半速率可逆码的纠错能力。另外，在组码方式上不够灵活。针对上述的缺点，1984年Yu-ming-Wang与Shu-Lin对混合Ⅱ型方案又进行了修正。1986年

7、TadaoKasami，TohroFujiwara和ShuLin提出了一种级联码ARQ方案，他的可靠性极高，已经被推荐用于美国NASA遥控系统中。1986年，G..Benelli研究了一种在收端附加器的Go-back-N方案，还研究了一种利用软判决译码的记忆型ARQ方案以及与调制解调方式相结合的ARQ方案.现在又有很多包含ARQ和FEC的新系统，如：SHEC系统。为了提高HEC的通过率及对信道的适