中繼通信模型下C-ARQ協(xié)議分析與設(shè)計.pdf

1、近年來，以協(xié)作分集為代表的多用戶合作通信技術(shù)成了分布式無線通信網(wǎng)絡(luò)的研究重點，它能夠?qū)崿F(xiàn)所謂“虛擬天線陣列”的功能，極大地改善無線通信系統(tǒng)抗衰落的性能，提高資源效率和系統(tǒng)容量。協(xié)作ARQ協(xié)議即是將協(xié)作分集思想應(yīng)用到鏈路層ARQ協(xié)議設(shè)計中，通過中繼節(jié)點對源節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)助，使得目的節(jié)點處獲得來自多條鏈路的信息，由此獲得分集增益，提高系統(tǒng)性能。
　　 本文首先介紹中繼通信模型下C-ARQ的工作原理，在此基礎(chǔ)上，采用排隊論方法分析數(shù)

2、據(jù)幀到達(dá)服從泊松分布的H-ARQ協(xié)議、DF中繼策略下C-ARQ協(xié)議、AF中繼策略下C-ARQ協(xié)議性能，并在H-ARQ協(xié)議與DF中繼策略C-ARQ協(xié)議基礎(chǔ)上對C-ARQ進行改進，得到改進后的C-ARQ協(xié)議。對該四種ARQ協(xié)議進行分析比較，可知改進的C-ARQ協(xié)議性能優(yōu)于DF中繼策略的C-ARQ優(yōu)于AF中繼策略的C-ARQ，而H-ARQ性能最差。此外，本文還分析了隨著數(shù)據(jù)幀到達(dá)率的改變，各系統(tǒng)時延的變化趨勢。由分析結(jié)果可知，隨著數(shù)據(jù)幀到達(dá)率

3、的提高，各系統(tǒng)的時延均增加。對于中繼節(jié)點，若源節(jié)點與中繼節(jié)點的間隔時隙越大，系統(tǒng)時延越大，中繼節(jié)點處緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)幀數(shù)越多。
　　 其次，考慮時延影響，對上述四種ARQ協(xié)議分別采用截短，即設(shè)置其傳輸?shù)淖畲蟠螖?shù)。對于截短的ARQ，分別比較設(shè)定不同最大傳輸次數(shù)時與不設(shè)定最大傳輸次數(shù)時的系統(tǒng)性能。由仿真可知，對ARQ截短后，不能保證數(shù)據(jù)幀的無誤傳輸，因此產(chǎn)生誤幀率。對于同一ARQ協(xié)議，設(shè)定的最大傳輸次數(shù)越大，系統(tǒng)的各性能參數(shù)越接近不設(shè)

4、定次數(shù)時的系統(tǒng)性能，對應(yīng)的誤幀率越小。
　　 最后，本文考慮多中繼通信場景時，研究不同中繼選擇算法對系統(tǒng)性能的影響，分析比較不同ARQ協(xié)議時的系統(tǒng)性能。由分析結(jié)果可知，基于瞬時信噪比的中繼選擇方案所帶來的系統(tǒng)時延、等待隊長等性能指標(biāo)優(yōu)于基于公平機制的中繼選擇方案。此外，論文分析了不同中繼選擇代價條件下的中繼選擇方案，研究結(jié)果表明，對于單次數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)拇鷥r，基于瞬時信噪比的中繼選擇方案大于基于公平機制的中繼選擇方案。但是，對于同一