Технические науки/ 6.Электротехника и радиоэлектроника

Магро В.І., Миргород А.А.

ДВНЗ «Національний гірничий університет», Україна

Система розподілу ресурсів в бездротових мережах зв'язку із застосуванням гібридного автоматичного запиту на повтор передачі с прямим комбінуванням (ГАЗП-ПК)

Існує декілька найбільш поширених знарядь боротьби з помилками в процесі передачі даних. Серед них найбільш поширені протоколи з автоматичним запитом повторної передачі (АЗП).

Автоматичний запит на повтор широко використовується в мережах передачі даних для підвищення якості обслуговування. Суть полягає в тому, що при успішному отриманні та декодуванні інформаційного блоку приймачем, він відправляє на передавач повідомлення (ACK - Acknowledged (прийнято)), в іншому випадку, приймач відправить повідомлення, що заперечує підтвердження прийому (NACK - Non-Acknowledged (не прийнято)), на передавач для того, щоб вказати, що приймач невдало декодував дані. При отриманні такого повідомлення передавач повторить передачу невдало переданого блоку. Так само може використовуватися схема, при якій приймач оперує тільки повідомленням про підтвердження прийому, і не використовує повідомлення "не прийнято". У такому випадку при успішному прийомі і декодуванні блоку інформації приймач відправляє повідомлення ACK, якщо ж повідомлення не прийнято або не декодовано, то він нічого не відправить. Передавач на протязі певного, заданого часу чекає повідомлення про підтвердження прийому, якщо таке повідомлення не отримано, передавач повторить передачу блоку.

У режимі гібридного автоматичного запиту на повтор (ГАЗП) коди, що передаються передавачем, не тільки дають можливість виявляти помилки, але також дають певну можливість виправляти їх. Після прийому кодів декодер на приймачі спочатку виявляє помилки: якщо помилки знаходяться в межах здатності кодів виправляти помилки, то помилки виправляються автоматично; якщо є занадто багато помилок, кількість яких перевищує можливості кодів виправляти помилки, але ці помилки можуть бути виявлені, то приймач передає сигнал керування на передавач по каналу зворотного зв'язку, щоб запросити передавач повторно передати інформацію.

АЗП/ГАЗП намагається підтримати якість передачі, але не може гарантувати успішність передачі. Навіть при максимальній кількості повторних передач блок може бути не прийнятий правильно в середовищі з поганими умовами передачі. У випадку збільшення межі максимальної кількості повторних передач відбувається збільшення надійності передачі, але це вимагає більшого розміру буфера і призводить до більшої затримки процесу передачі.

Одним з варіантів вирішення цієї проблеми є розподіл ресурсів з використанням індикаторів якості, які засновані на взаємній інформації (наприклад частота блоків з помилками ЧБЗП або інформації прийнятого блоку ІПБ). Цей індикатор якості застосовується для прогнозування каналу при наступній передачі, зокрема для визначення кількості та типу ресурсів, наприклад ресурсів часу, частоти і потужності, які необхідно використовувати для подальшої передачі.

Будемо використовувати такий метод для системи передачі з гібридним автоматичним запитом на повтор (ГАЗП).

Блок 1 відображення якості має доступ до деякої кількості довідкових таблиць характеристик кодування (наприклад, інформація прийнятого блоку - частота блоків з помилками (ІПБ - ЧБЗП) для деякої кількості режимів кодування). Входи у вузол 1 відображення якості включають одну вимогу якості, таку як цільова частота блоків з помилками ЧБЗП_ціль, та інформацію про режим кодування, наприклад швидкість кодування і розмір блоку. За допомогою цих входів вузол відображення якості може перевірити вимогу інформації /індикатор якості для кожного блоку кодування.

Інформація подається на блок передавача 2 в якому вибираються режими модуляції, кодування, буферизації та виконується розподіл потужності первинної передачі, а за необхідності і повторних передач. Далі інформація проходить через повітряний канал зв'язку 3.

Рис.1 - Структурна схема системи для розподілу ресурсів з гібридним автоматичним запитом на повтор прямого комбінування ГАЗП-ПК

У блоці 4 приймача прийнята символьна послідовність основного діапазону піддається функціям вимірювання та оцінки, які використовуються для виконання адаптації з'єднання та керування потужності. Виходи з блоку 4 приймача мають в собі оцінки імпульсної характеристики каналу, які передаються у блок 5 прогнозування каналу, і інформацію про відношення сигнал/перешкода (ВСП), яка передається у вузол комбінування ВСП 6.

Переходячи до вузла 6 комбінування ВСП, приймається комбінування з максимальним відношенням (КМВ), і входи, що містять оцінки ВСП для кожного вузла передачі попередніх (декількох) часових інтервалів передачі, комбінуються в ефективне ВСП (ВСП_i) після комбінування КМВ. Далі у блоці 7 обчислення ІПБ, еквівалентна ІПБ для загальної кількості і спроб передачі обчислюється на підставі еквівалентного ВСП загальної кількості 1~i передач та режиму модуляції.

Система понад те містить функцію для порівняння цільового значення індикатора якості (ІПБ_ціль) з його виміряним/оціненим значенням. Ця функція на рис.1 представлена блоком 8 порівняння ІПБ, який, в основному, виконує наступне обчислення:

ΔІПБ=ІПБ_ціль – ІПБ_i. (1)

ΔІПБ – різниця в інформації прийнятого блоку;

ІПБ_ціль – цільова інформація прийнятого блоку;

ІПБ_i – інформація прийнятого блоку поточної передачі.

Результат порівняння переводиться в рішення ΔІПБ у блоці 9. Якщо ΔІПБ≤ 0, то розподіл ресурсів не буде додатково збільшено, але, з іншого боку, якщо ΔІПБ > 0, то вимога ІПБ наступної передачі (наприклад, виражене через ΔІПБ) передається у блок 10 управління потужності/адаптації з'єднання. У цей блок для розподілу ресурсів, таким чином, надається вимога ІПБ для наступної передачі і статистичний прогноз ВСП для наступної передачі. На підставі цих даних він може виконати вибір схеми модуляції та кодування і розподіл потужності так, щоб умови передачі покращилися.

Таким чином, дане технічне рішення дозволяє здійснювати розподіл ресурсів в системах зв'язку. Це дозволяє поліпшити управління ресурсами зв'язку, підвищити надійності та ефективності передачі.

Перелік використаної літератури

1. Берлин А.Н. Цифровые сотовые системы связи. / А.Н. Берлин. – М.: Эко-Трендз, 2007. – 296 с. – ISBN 978-5-88405-087-7.

2. Mouly М., Pautet M.-B. The GSM. System for Mobile Communications. Paris, 1992. — 702 p.

3. Ермолаев В.Т.,. Флаксман А.Г. Адаптивная пространственная обработка сигналов в системах беспроводной связи. – Нижний Новгород: НГУ, 2006.