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移动通信中的混合自动重传技术的研究

作　者: 赵赞
导　师: 张丽珂
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: RTP/RTCP HARQ 自适应流媒体
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 14次
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内容摘要

网络技术,通信技术,微电子技术的迅猛发展,为移动通信媒体应用提供了非常广阔的空间。与此同时,移动通信也早已不满足单一的语音通话、文本传输和数据下载为主的基本功能,流媒体以其连续性、实时性和时序性等优点正被广泛运用到社会的各个领域甚至到人们的日常生活当中。因为无线信道中噪声、多径衰落和干扰等原因造成了高误码和高丢包,这给数据的可靠传输带了来了一系列问题,所以就需要进行差错控制来保证数据的传输质量。混合自动重传就是一种性能优良的差错控制技术,而设计一种纠错能力强和实时性好的混合自动重传机制就是本文的研究主题。本文首先介绍了混合自动重传的由来。自动请求重传(ARQ)和前向纠错((FEC)是解决传输问题的主要技术,而前向纠错是属于信道编码领域的,文中详细讲述了几种传统的自动请求重传的实现机制和当前常用的各种信道编码方式。由于两种技术都各自存在优点和缺点,人们将两者的优点集于一身提出了混合自动重传技术。随后本文详述了三种基本的混合自动重传机制和一种接近恒定传输时延的混合自动重传机制的实现原理以及各自的优缺点,以便为最后的改进方案做准备。本文针对这TCP和UDP两种协议的缺点和不足,并根据移动通信中流媒体的具体应用,对RTP/RTCP协议进行了改进。数据在发送端和接收端间传输必须遵守相关的协议,实时传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP就是IETF制定的针对多媒体数据流的传输协议,前者负责数据传输,而后者为数据的可靠传输提供保证。但它们只是提供了一个协议框架,具体应用可以根据需要进行添加和删改。最后在加性高斯白噪声(AWGN)信道中存在误码丢包的情况下,采用第三代移动通信推荐的混合Ⅱ型ARQ技术将改进的协议和TCP协议进行仿真对比,可以验证出改进协议的性能优势。本文针对接近恒定传输时延的混合自动重传技术的缺点对其进行了改进,提出了一种基于RTP/RTCP改进协议的自适应 HARQ技术。通过发送方报告和接收方报告来判断是否需要重传,根据信道条件自适应调整编码码率,并区分重传是因为译码失败还是丢包。有效的提高了反馈信息的利用率,减少重传次数,选择合适的冗余率并保证信息有较高的一次正确传输率。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-16
  1.1 课题的背景  11-13
  1.2 课题的现状  13
  1.3 课题的意义  13-14
  1.4 本文的研究内容及各章安排  14-16
第2章常用信道编码  16-34
  2.1 移动通信的差错控制  16-18
    2.1.1 差错控制简介  16
    2.1.2 自动重传  16-17
    2.1.3 前向纠错编码(FEC)  17-18
  2.2 常用的三类信道编码  18-20
    2.2.1 线性分组码  18-19
    2.2.2 卷积码  19
    2.2.3 级联码  19-20
  2.3 卷积码  20-28
    2.3.1 卷积码简介  20-21
    2.3.2 卷积码的不同表示方法及性能分析  21-25
    2.3.3 卷积码译码  25-27
    2.3.4 RCPC码  27-28
  2.4 Turbo码  28-33
    2.4.1 Turbo码简介  28-29
    2.4.2 Turbo码编码  29-30
    2.4.3 Turbo码的译码  30-32
    2.4.4 RCPT码  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章传统的ARQ与HARQ技术  34-45
  3.1 传统的ARQ技术  34-35
    3.1.1 停止等待式ARQ  34
    3.1.2 退回N步ARQ  34-35
    3.1.3 选择重传ARQ  35
    3.1.4 三种ARQ的性能比较  35
  3.2 HARQ技术详述  35-41
    3.2.1 混合Ⅰ型ARQ  36-37
    3.2.2 混合Ⅱ型ARQ  37-40
    3.2.3 混合Ⅲ型ARQ  40-41
  3.3 接近恒定传输时延的HARQ机制  41-44
    3.3.1 基本原理  41-42
    3.3.2 本机制的运行流程  42-44
    3.3.3 本机制的性能  44
  3.4 本章小结  44-45
第4章 RTP/RTCP协议的改进设计  45-60
  4.1 移动通信的相关协议  45-50
    4.1.1 网络之间互联的协议(IP)  45-46
    4.1.2 用户数据包协议(UDP)  46-47
    4.1.3 传输控制协议(TCP)  47-48
    4.1.4 实时传输协议(RTP)  48-49
    4.1.5 实时传输控制协议(RTCP)  49-50
  4.2 比较RTP/RTCP与UDP、TCP的优缺点  50
  4.3 RTP协议及其改进设计方案  50-52
    4.3.1 协议的改进  50-52
    4.3.2 对标准RTP报头进行的改动  52
  4.4 RTCP协议及其改进设计方案  52-56
    4.4.1 RTCP改进协议软件中帧的设计  52-53
    4.4.2 发送方报告SR(Sender Report)  53-54
    4.4.3 接收方报告RR(Receiver Report)  54-56
  4.5 接收端和发送端间利用RTCP协议通信  56-58
    4.5.1 发送方报告(SR)  56
    4.5.2 接收方报告(RR)  56-57
    4.5.3 两端进行通信的作用及意义  57-58
  4.6 精简协议的性能仿真  58-59
  4.7 本章小结  59-60
第5章基于RTP/RTCP精简协议的自适应HARQ机制  60-68
  5.1 运行原理  61-62
  5.2 本机制的实现流程  62-64
  5.3 仿真结果  64-67
  5.4 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-72

移动通信中的混合自动重传技术的研究

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