Анализ и разработка моделей систем передачи данных с гибридной решающей обратной связью

• Автор: Шапин, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Система передачи данных с гибридной решающей обратной связью и блочным корректирующим кодированием (ГРОС-БКК)
1.1 .Описание системы
1.2.Стратегии декодирования
1.3.Расчет ВВХ для стратегий декодирования системы ГРОС-БКК
1.3.1. ГРОС-БКК-
1.3.2. ГРОС-БКК-
1.3.3. ГРОС-БКК-
1.3.4. Вычисления затрат и относительной скорости
1.4.Имитационное моделирование системы ГРОС-БКК
1.4.1. В среде МаШСАБ
1.4.2. Моделирование в среде МАТЬАВ&БтиНпк
1.5.Альтернативные варианты построения системы ГРОС-БКК
1.6.Численное сравнение трех стратегий декодирования и
проверка результатов
1.7.Основные результаты, полученные в главе
2. Система передачи данных с гибридной решающей обратной связью и свёрточным корректирующим кодированием (ГРОС-СКК)
2.1 .Описание системы
2.2.Стратегии декодирования
2.3.Разработка свёрточного кодека для ГРОС-СКК в среде БтшИпк
2.3.1. Особенности синтаксиса функций БшшНпк
2.3.2. Вычисление структурированной переменной Ро1уТоТгеШз
2.3.3. Алгоритм кодера
2.3.4. Алгоритм декодера
2.4.Проблема выбора полиномов
2.5.Имитационное Моделирование ГРОС-СКК
2.5.1. ГРОС-СКК-
2.5.2. ГРОС-СКК-2 и ГРОС-СКК-

2.6.Численное сравнение трех стратегий декодирования ГРОС-СКК
2.7.Основные результаты, полученные в главе
3. Система передачи данных с гибридной решающей обратной связью и комбинированным корректирующим кодированием (ГРОС-ККК)
3.1. Описание системы
3.2.Имитационное моделирование систем ГРОС-ККК
3.3.Основные результаты, полученные в главе
4. Сравнение ВВХ предложенных систем передачи данных с гибридной решающей обратной связью
4.1.Выбор параметров моделирования
4.2.Результаты моделирования СПД с ГРОС на сильно
зашумленных радиоканалах
4.3.Результаты моделирования СПД с ГРОС на умеренно
зашумленных радиоканалах
4.4.Сравнение предложенных систем с известными ГРОС
4.5.Основные результаты, полученные в главе
Заключение
Литература
Приложение 1. Список сокращений
Приложение 2. Листинг 8-функций для блоков БтиНпк с комментариями

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы: Популярность услуг передачи данных за последние годы привела к увеличению требований к скоростям. Рост объемов передаваемой информации в сетях передачи обуславливает необходимость разработки систем, наиболее эффективно использующих пропускную способность каналов. Интерес в данном случае представляют именно беспроводные каналы связи, имеющие нестационарный характер. В этих условиях использование гибридной решающей обратной связи (ГРОС) позволяет в значительной степени повысить качественные показатели систем передачи данных (СПД).
Системы передачи данных с ГРОС [1-27,44,50,54] занимают промежуточное положение между системами с переспросом и системами с прямым исправлением ошибок, сочетая лучшее из этих двух подходов. Идея заключается в переспросе не только информационной последовательности, как это делается в классических системах, а еще и последовательности проверочных элементов кода с высокой исправляющей способностью, что в ряде случаев позволяет снизить затраты на передачу одного бита информации и повысить производительность системы.
Впервые в 1965 году A.A. Харкевич в своей монографии [1] обозначил перспективность использования обратной связи совместно с различными корректирующими кодами. Позже вопросами анализа систем с гибридной решающей обратной связью занимались Е. Высоцкий [21], О.Г. Мелентьев[2], Shu Lin[3-5], Michael Miller[5], Fulvio Babich[22], Robert Deng[10,20], Masao Kasahara[9], Samir Kallel[l 1,12,15] и другие. Сегодня СПД с ГРОС уже используются в стандарте UMTS и активно внедряются в другие стандарты мобильной связи, такие как 3GPP Long Term Evolution (LTE) и IEEE 802.16 (Wi-MAX).
Работы F.Babich [22] и Shu Lin [3-5] посвящены анализу вероятностновременных характеристик (ВВХ) гибридных систем в спутниковых каналах. Результаты работ показывают перспективность систем с гибридной обратной связью и дают оценку выигрыша в сравнении с системами, использующими прямое

Декодер БЧХ «ВСН Decoder» исправляет (или не исправляет, если количество ошибок превышает исправляющую способность) ошибки в последовательности п.
Блок «State Control 1» работает точно так же как блок «State Control», управляя коммутационным элементом «Multiport Switch 1».
В блоке «CRC-N Syndrome Detector» происходит проверка информационной комбинации на ошибки и информация о результате передается в блок управления системой «Receive Control», в котором в свою очередь принимается решение о состоянии системы на следующем шаге. Так же в блоке «Receive Control» ведется статистика успехов в попытках и высчитывается вероятность успешной доставки блока после Lm попыток. Вычисленные из накопленной статистики вероятности отображаются в блоке «Pud». Число блоков, не переданных за максимальное число повторов, отображается в блоке «NumB».
Что касается различия работы систем ГРОС-БКК-1 и ГРОС-БКК-2, то оно заключается в изменении алгоритма работы блока «Combin Vectors» и разном способе подключения блока «State Control 1». На выходной порт «IF» блока «State Control 1» и «State Control 1» подается единица, если попытка первая, и двойка в любом другом случае. Подключение этого порта к порту управления коммутатором на приемной стороне и изменение алгоритма работы блока «Combin Vectors» приводит к нужному режиму работы — в первой попытке информационная комбинация поступает сразу в CRC, а во второй и всех остальных комбинация п+ г2 поступает в БЧХ декодер. При этом, начиная со второй попытки, в блоке «Combin Vectors» хранится последовательность из предыдущей попытки, которая соединяется с последовательностью, принятой в текущей попытке. Такие изменения позволяют системе работать в другом режиме декодирования.