1、通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃?差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制基本理論基本理論1流量控制基本理論流量控制基本理論2信道共享技術(shù)基本理論信道共享技術(shù)基本理論3藍(lán)牙通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃运{(lán)牙通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃?第1頁(yè)/共82頁(yè)為什么要進(jìn)行差錯(cuò)控制信道傳輸特性不理想，加性噪聲的影響；在已知信噪比情況下需要達(dá)到一定的比特誤碼率指標(biāo)；合理設(shè)計(jì)基帶信號(hào)，選擇調(diào)制解調(diào)方式，采用時(shí)域、頻域均衡，使比特誤碼率盡可能降低。但實(shí)際上，在許多通信系統(tǒng)中的比特誤碼率并不能滿足實(shí)際的需求。第2頁(yè)/共82頁(yè)三種常用差錯(cuò)控制方式 檢錯(cuò)重發(fā)(ARQ，Automatic Resend Query) 前向糾錯(cuò)(FEC，F(xiàn)orward Erro

2、r Correction) 混合糾錯(cuò)(HEC，Hybrid Error Correction) 第3頁(yè)/共82頁(yè)檢錯(cuò)重發(fā) 檢錯(cuò)重發(fā)是指在發(fā)送端經(jīng)編碼后發(fā)送能夠發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼，接收端收到后，檢驗(yàn)若有錯(cuò)誤，則通過(guò)反向信道把這一結(jié)果反饋給發(fā)送端。然后，發(fā)送端把前面的信息重發(fā)一次，直到接收端認(rèn)為已正確地收到信息為止。 檢錯(cuò)重發(fā)系統(tǒng)有三種，即停止-等待重發(fā)、返回重發(fā)和選擇重發(fā) 第4頁(yè)/共82頁(yè)前向糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò) 在前向糾錯(cuò)中，發(fā)送端經(jīng)編碼后發(fā)送能夠糾正錯(cuò)誤的碼，接收端收到這些碼組經(jīng)譯碼能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并糾正傳輸中的錯(cuò)誤。前向糾錯(cuò)方式不需要反饋信道，特別適合于只能提供單向信道的場(chǎng)合。由于它能自動(dòng)糾錯(cuò)，因而延時(shí)小，

3、實(shí)時(shí)性好 混合糾錯(cuò)是前向糾錯(cuò)和檢錯(cuò)重發(fā)方式的結(jié)合。在這種系統(tǒng)中發(fā)送端不但有糾錯(cuò)能力，而且對(duì)超出糾錯(cuò)能力的錯(cuò)誤有檢測(cè)能力 第5頁(yè)/共82頁(yè)差錯(cuò)控制編碼 按照差錯(cuò)控制編碼的不同功能，可分為檢錯(cuò)碼、糾錯(cuò)碼和糾刪碼。 按照信息碼元和附加的監(jiān)督碼元之間的檢驗(yàn)關(guān)系，可分為線性碼和非線碼 按照信息碼元和附加監(jiān)督碼元之間約束方式不同，可分為分組碼和卷積碼 第6頁(yè)/共82頁(yè)糾錯(cuò)和檢錯(cuò)的基本原理 信道編碼的基本思想是在被傳送的信息中附加一些監(jiān)督碼元，在兩者之間建立某種校驗(yàn)關(guān)系。 當(dāng)這種校驗(yàn)關(guān)系因傳輸錯(cuò)誤而受到破壞時(shí)，可以被發(fā)現(xiàn)并予以糾正。 這種檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力是用信息量的冗余度來(lái)?yè)Q取第7頁(yè)/共82頁(yè)糾錯(cuò)和檢錯(cuò)的基本

4、原理 若用00,10,01,11表示四種信息，由于每一種碼組都有可能出現(xiàn)，沒(méi)有多余的信息量。因此，若在傳輸中發(fā)生一個(gè)誤碼，則接收端無(wú)法檢測(cè)到1.需要有第三位監(jiān)督碼元，保證碼組中“1”碼的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，即形成000,011,101,1102.另外四種碼組001,010,100,111是禁用碼組3.接收時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)這些禁用碼組，則表明傳輸中發(fā)生了誤碼第8頁(yè)/共82頁(yè)碼重和碼距 在信道編碼中，定義碼組中非零碼元的數(shù)目為碼組的重量，簡(jiǎn)稱為碼重 把兩個(gè)碼組中對(duì)應(yīng)碼位上具有不同二進(jìn)制碼元的位數(shù)定義為兩碼組的距離，將其稱為漢明距離，簡(jiǎn)稱為碼距 第9頁(yè)/共82頁(yè)碼距與糾錯(cuò)能力一種編碼的最小碼距直接關(guān)系到這種碼的檢

5、錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。對(duì)于分組碼有以下結(jié)論：在一個(gè)碼組內(nèi)檢測(cè)e個(gè)誤碼，要求最小碼距在一個(gè)碼組內(nèi)糾正t個(gè)誤碼，要求最小碼距在一個(gè)碼組內(nèi)糾正t個(gè)誤碼，同時(shí)檢測(cè)e(et)個(gè)誤碼，要求最小碼距min1demin21dtmin1dte 第10頁(yè)/共82頁(yè)奇偶校驗(yàn)碼 最常用的是奇偶校驗(yàn)碼，因?yàn)槠浜?jiǎn)單易行。 在我國(guó)的7單位字符編碼標(biāo)準(zhǔn)中采用7bits碼組表示128種字符，為了檢查字符傳輸是否有錯(cuò)，常在7bits碼組后加1bit作為奇偶校驗(yàn)位，使得8位碼組中”1”或”0”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。第11頁(yè)/共82頁(yè)漢明碼漢明碼是糾正單個(gè)錯(cuò)誤的線性分組碼。這類碼有以下特點(diǎn)：碼長(zhǎng)：n=2m-1最小碼距：d=3信息碼位：k=2m

6、-m-1糾錯(cuò)能力：t=1監(jiān)督碼位：r= n-k =m式中，m為不小于2的正整數(shù)。給定m后，即可構(gòu)造出具體的漢明碼(n,k) 第12頁(yè)/共82頁(yè)參考文獻(xiàn) 賈培軍.用MCS-51實(shí)現(xiàn)(7,4)漢明碼的譯碼方法.現(xiàn)代電子技術(shù).2006年11期阮宜武.漢明碼檢驗(yàn)系統(tǒng)的電路實(shí)現(xiàn).網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用.2005年08期趙建武.提高漢明碼對(duì)突發(fā)干擾的糾錯(cuò)能力.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.2004年01期第13頁(yè)/共82頁(yè)循環(huán)碼 循環(huán)碼是一種分組的系統(tǒng)碼，通常前k位為信息碼元，后r位為監(jiān)督碼元。 它除了具有線性分組碼的封閉性之外，還有一個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)：循環(huán)性。 所謂循環(huán)性是指：循環(huán)碼中任一許用碼組經(jīng)過(guò)循環(huán)移位后所得到

7、的碼組仍為一許用碼組。 第14頁(yè)/共82頁(yè)循環(huán)碼 為了用代數(shù)理論研究循環(huán)碼，可將碼組用多項(xiàng)式來(lái)表示，稱之為碼多項(xiàng)式，即許用碼組可表示為 1210.NNAaaa a 121210.NNNNA DaDaDa Da第15頁(yè)/共82頁(yè)藍(lán)牙系統(tǒng)差錯(cuò)控制在藍(lán)牙技術(shù)中使用了三種糾錯(cuò)方案: 1/3FEC前向糾錯(cuò)碼。 2/3FEC前向糾錯(cuò)碼。 用于數(shù)據(jù)的ARQ方案。第16頁(yè)/共82頁(yè)藍(lán)牙系統(tǒng)差錯(cuò)控制 對(duì)包進(jìn)行FEC糾錯(cuò)的目的是減少重傳次數(shù)，但在可以允許一些錯(cuò)誤的情況下，使用FEC會(huì)導(dǎo)致效率不必要的減小，因此對(duì)于不同的包，是否使用FEC是靈活的 因?yàn)榘^包含了重要的鏈路信息，所以總是用1/3FEC進(jìn)行保護(hù)。1/3

8、FEC就是將待編碼的數(shù)據(jù)重復(fù)三次。例如，若原數(shù)據(jù)是b0b1b2，經(jīng)過(guò)編碼后成為b0b0b0b1b1b1b2b2b2 第17頁(yè)/共82頁(yè)藍(lán)牙系統(tǒng)差錯(cuò)控制 2/3FEC碼是縮短的(15,10)漢明碼，其生成多項(xiàng)式是 5421gDDDD第18頁(yè)/共82頁(yè)藍(lán)牙系統(tǒng)差錯(cuò)控制 ARQ是針對(duì)包內(nèi)的有效載荷進(jìn)行保護(hù)的差錯(cuò)控制方法。 發(fā)送端發(fā)出一個(gè)包，接受端收到包后將檢查包的包頭的HEC以及有效載荷的CRC是否發(fā)生錯(cuò)誤。如果檢查無(wú)誤則接受端返回一個(gè)AcK(ARQN=1)，若是發(fā)生錯(cuò)誤則返回NK(ARQN0)要求發(fā)送端重發(fā)。這個(gè)過(guò)程可一直操作下去直到接收端收到正確的包或者出現(xiàn)超時(shí)為止第19頁(yè)/共82頁(yè)藍(lán)牙系統(tǒng)的安

9、全性 數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和傳輸過(guò)程中，都有可能被盜用、暴露或篡改，因此大量在通信網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就需要保護(hù)。 對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的威脅可被分為被動(dòng)攻擊和主動(dòng)攻擊。截獲信息的攻擊稱為被動(dòng)攻擊，而拒絕用戶使用資源的攻擊稱為主動(dòng)攻擊。 對(duì)付被動(dòng)攻擊可采用各種數(shù)據(jù)加密技術(shù)，而對(duì)付主動(dòng)攻擊，則需要將加密技術(shù)與適當(dāng)?shù)蔫b別技術(shù)相結(jié)合。 第20頁(yè)/共82頁(yè)流量控制基本理論第21頁(yè)/共82頁(yè)流量控制 數(shù)據(jù)傳輸中流量控制總是必需的 發(fā)方數(shù)據(jù)的速率必須使收方來(lái)得及接收。 當(dāng)收方來(lái)不及接收時(shí)，就必須及時(shí)控制發(fā)方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。第22頁(yè)/共82頁(yè)理想化的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程 假設(shè)1：鏈路無(wú)差錯(cuò)，所發(fā)送的任何數(shù)據(jù)都不會(huì)丟失或出錯(cuò)。 假設(shè)2

10、：不管發(fā)端以多快的速率發(fā)送，收端總是來(lái)得及收下，并及時(shí)交給主機(jī)。 第23頁(yè)/共82頁(yè)理想化的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程假設(shè)2相當(dāng)于認(rèn)為： 接收緩沖區(qū)的容量無(wú)限大而永遠(yuǎn)不會(huì)溢出； 接收速率與發(fā)送速率絕對(duì)精確相等。第24頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 首先去掉第2個(gè)假定，認(rèn)為信道還是無(wú)差錯(cuò)的理想信道。 為了接收端的緩沖區(qū)不會(huì)溢出，最簡(jiǎn)單的方法，就是每發(fā)送一幀就停下來(lái)。接收處理完成后發(fā)一個(gè)響應(yīng)。這時(shí)，才發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀。 第25頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 第26頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 將第1個(gè)假設(shè)也去掉，實(shí)際中傳輸信道是不可靠。 通常數(shù)據(jù)幀后面會(huì)加上循環(huán)冗余校驗(yàn)，收端返回的響應(yīng)就必須區(qū)分收到幀校驗(yàn)是正

11、確還是錯(cuò)誤的； 如果校驗(yàn)無(wú)誤，返回確認(rèn)幀ACK；如果校驗(yàn)錯(cuò)誤，就向發(fā)端發(fā)出否認(rèn)幀NAK，要求重發(fā)。第27頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 發(fā)送端必須暫時(shí)保存已發(fā)送過(guò)的數(shù)據(jù)幀副本。 當(dāng)線路質(zhì)量太差的情況下，發(fā)送方在重發(fā)一定次數(shù)后，就不應(yīng)再重發(fā)。 為避免出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象，需要啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)定時(shí)器，超時(shí)定時(shí)器設(shè)置的重發(fā)時(shí)間需要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)仔細(xì)選定。 為避免這種重復(fù)幀的情況，必須給每一個(gè)數(shù)據(jù)幀加上不同的發(fā)送序號(hào)。 編號(hào)所占用的比特?cái)?shù)是有限的，發(fā)送序號(hào)會(huì)重復(fù)。第28頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 第29頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQtf是發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀的時(shí)間，tf=lf/C(s)，lf是數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)，C(s)是數(shù)據(jù)

12、發(fā)送速率。tp是電信號(hào)在物理鏈路上傳播造成的延時(shí)；tpr是接收方主機(jī)處理的時(shí)間；ta是發(fā)送一個(gè)確認(rèn)幀的時(shí)間。第30頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 重發(fā)時(shí)間為 設(shè)接收端處理時(shí)間tpr和確認(rèn)幀發(fā)送時(shí)間ta都遠(yuǎn)小于傳播延時(shí)tp。即tout=2tp。prpaprpouttttttt第31頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 設(shè)數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)的概率為p，正確傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀平均所需時(shí)間為 當(dāng)傳輸差錯(cuò)概率增大，tAV也隨之增大， 當(dāng)無(wú)差錯(cuò)時(shí)，p=0 ，tAV=tT。 每秒成功發(fā)送的最大幀數(shù)即鏈路的最大吞吐量max=1/tAV1(1)/(1)iAVTTTittpip ttp第32頁(yè)/共82頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ 停止等待

13、協(xié)議ARQ的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是通信信道的利用率不高。 為克服這一缺點(diǎn)產(chǎn)生了連續(xù)ARQ技術(shù)。第33頁(yè)/共82頁(yè)連續(xù)ARQ 在送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來(lái)等待應(yīng)答幀，而是可以連續(xù)發(fā)送若干個(gè)幀。 如果這時(shí)收到了接收端發(fā)來(lái)的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 由于減少等待時(shí)間，整個(gè)通信的吞吐量提高了。 第34頁(yè)/共82頁(yè)連續(xù)ARQ 由于連續(xù)發(fā)送了許多幀，所以應(yīng)答幀不僅要說(shuō)明是對(duì)那一幀進(jìn)行確認(rèn)或否認(rèn)，而且應(yīng)答幀本身也必須編號(hào)。 發(fā)送方每發(fā)完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)都要設(shè)置超時(shí)定時(shí)器，只要在所設(shè)置的超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)收到確認(rèn)幀，就重發(fā)相應(yīng)的幀，包括在這個(gè)超時(shí)時(shí)間內(nèi)已經(jīng)連續(xù)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀，也就是向回走N個(gè)幀。第35頁(yè)/共82頁(yè)

14、連續(xù)ARQ時(shí)序圖第36頁(yè)/共82頁(yè)連續(xù)ARQ 一方面因連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀而提高了效率， 另一方面，必須把原來(lái)正確傳過(guò)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行重傳(僅因?yàn)橛幸粋€(gè)幀出錯(cuò))，又使傳送效率降低。 若傳輸信道的傳輸質(zhì)量很差時(shí)，連續(xù)ARQ并不優(yōu)于停止等待協(xié)議。第37頁(yè)/共82頁(yè)連續(xù)ARQ 成功發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀需要的時(shí)間是tf；當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，重發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的時(shí)間為tT， 正確傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需要的平均時(shí)間為1(1)/(1)1(1) /(1)iAVfTTfittpip ttptpp第38頁(yè)/共82頁(yè)連續(xù)ARQ 最大吞吐量max = 當(dāng)傳播延時(shí)、重發(fā)時(shí)間、處理時(shí)間都遠(yuǎn)小于一個(gè)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間時(shí)（即tT近似于tf）采用停止等待與連

15、續(xù)ARQ沒(méi)多少區(qū)別。 為了減少開銷，連續(xù)ARQ協(xié)議還規(guī)定接收端可以在連續(xù)收到好幾個(gè)正確的數(shù)據(jù)幀以后，才對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)幀發(fā)確認(rèn)信息。1/(1) /1(1)AVftptp第39頁(yè)/共82頁(yè)信道利用率和最佳幀長(zhǎng)信道利用率和最佳幀長(zhǎng)的關(guān)系如下： 如果數(shù)據(jù)幀取得很短，控制信息占的比例增大，導(dǎo)致信道利用率下降； 如果幀長(zhǎng)取得太長(zhǎng)，數(shù)據(jù)幀在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)的概率就增大，重傳次數(shù)增大，也會(huì)使信道利用率下降。第40頁(yè)/共82頁(yè)最佳幀長(zhǎng) 設(shè)誤比特率為p，數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)為lf，每幀中數(shù)據(jù)為ld比特，控制信息為lh比特，hbhdoptlpll/第41頁(yè)/共82頁(yè)信道共享技術(shù)基本理論第42頁(yè)/共82頁(yè)信道共享技術(shù) 以動(dòng)態(tài)分配信道資

16、源的多點(diǎn)接入方式提高了網(wǎng)絡(luò)利用率。多點(diǎn)接入技術(shù)主要有以下兩類。1)受控接入：輪叫輪詢，傳遞輪詢。2)隨機(jī)接入：ALOHA，CSMA和CSMA/CD。第43頁(yè)/共82頁(yè)輪詢 輪詢是一種非競(jìng)爭(zhēng)的動(dòng)態(tài)分配共享資源的系統(tǒng) 主站：某個(gè)集中控制點(diǎn)，向各分散用戶發(fā)出詢問(wèn)信息包，探詢用戶是否有信息要發(fā)送。 分散用戶：只有待收到探詢后方能使用信道。第44頁(yè)/共82頁(yè)兩種探詢方式 輪叫輪詢：由主站按某種順序原則主從輪詢； 傳遞輪詢：既探詢信令按某種順序原則在各用戶站間傳遞。 傳遞輪詢的幀時(shí)延小于同樣條件下的輪叫輪詢的時(shí)延；站間的距離越大，傳遞輪詢的效果就越好。第45頁(yè)/共82頁(yè)吞吐量 吞吐量S，等于在發(fā)送時(shí)間內(nèi)成

17、功發(fā)送的平均幀數(shù)。 0S1，S=1是極限情況，這種情況下表明幀一個(gè)接一個(gè)地發(fā)出去，幀之間沒(méi)有空隙。第46頁(yè)/共82頁(yè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為G，等于發(fā)送時(shí)間內(nèi)總共發(fā)送的平均幀數(shù)，包括發(fā)送成功的幀和因沖突未發(fā)送成功的幀。第47頁(yè)/共82頁(yè)純ALOHA系統(tǒng) 一個(gè)幀發(fā)送成功的概率為： 吞吐量公式為： 上式中，當(dāng)G=0.5時(shí)，吞吐量S可能達(dá)到最大值S=0.184。Gep2GGeS2第48頁(yè)/共82頁(yè)時(shí)隙ALOHA 用同步的代價(jià)換取了吞吐量的提高，成功發(fā)送的概率： 吞吐量公式為 此公式說(shuō)明，當(dāng)G=1時(shí)，S有最大值0.368，是純ALOHA的2倍。GePGGeS第49頁(yè)/共82頁(yè)CSMA CSMA屬于ALOH

18、A方式的改進(jìn)。由于采用了附加的硬件裝置，每個(gè)站都能在發(fā)送數(shù)據(jù)前監(jiān)聽信道上其它站是否在發(fā)送數(shù)據(jù)。 這種方式是公共信道上的分散用戶采用載波檢查方法來(lái)檢測(cè)信道上是否有發(fā)送信號(hào)以判斷信道的忙閑狀態(tài)，各用戶只能在信道空閑時(shí)發(fā)出自己的信息包。第50頁(yè)/共82頁(yè)載波檢測(cè)類型 一為堅(jiān)持檢測(cè)，即分散用戶保持連續(xù)檢測(cè)信道，一旦發(fā)現(xiàn)信道空閑且需要發(fā)送便可向信道發(fā)送信息包； 另一為非堅(jiān)持檢測(cè)方式，即分散用戶檢測(cè)到信道忙后，便等待一段隨機(jī)時(shí)間后再檢測(cè)，直到信道被檢測(cè)為空閑才發(fā)送信息包。第51頁(yè)/共82頁(yè)CSMA隨機(jī)接入過(guò)程可分為以下三個(gè)協(xié)議： ALOHA 非堅(jiān)持CSMAp堅(jiān)持CSMA。第52頁(yè)/共82頁(yè)第53頁(yè)/共82

19、頁(yè)CSMA/CD 由于信號(hào)在信道上以有限速度傳播，所以載波監(jiān)聽并不能完全消除沖突。 一種稱為CSMA/CD的改進(jìn)方式，即載波檢測(cè)-碰撞檢測(cè)，它能夠邊發(fā)送邊監(jiān)聽，只要監(jiān)聽到發(fā)生沖突，則沖突的雙方就必須停止發(fā)送。 由于電磁波在網(wǎng)絡(luò)上傳播需要時(shí)間，因此沖突仍有可能發(fā)生。這段可能發(fā)生沖突的時(shí)間間隔稱為爭(zhēng)用期。第54頁(yè)/共82頁(yè)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載G很小時(shí) ALOHA 時(shí)隙ALOHA 非堅(jiān)持CSMA 堅(jiān)持CSMA CSMA/CD 輪詢 )21 (GGS)1 (GGS)21 (1 (GaGS)1(aGGS)1(aGGS)221 (GEaPGS第55頁(yè)/共82頁(yè)比較 在延時(shí)傳輸系統(tǒng)中，當(dāng)延時(shí)系數(shù)a較小時(shí)，堅(jiān)持CSMA

20、和CSMA/CD性能較好；當(dāng)延時(shí)較大時(shí)，時(shí)隙ALOHA性能較好，它與延時(shí)無(wú)關(guān)。 對(duì)于中央控制的輪詢系統(tǒng)，則有最大的通過(guò)量，系統(tǒng)穩(wěn)定。實(shí)際上，這種穩(wěn)定是采用了拒絕排隊(duì)規(guī)則的。第56頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第57頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析實(shí)驗(yàn)軟件簡(jiǎn)介 使學(xué)生理解點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中速率測(cè)試的方法，流量控制方法，以及與速率相關(guān)的因素。 在有誤碼率的情況下使用差錯(cuò)控制，在通信的有效性和可靠性之間的折衷。 理解多臺(tái)主機(jī)共享信道時(shí)采取的多點(diǎn)接入技術(shù)的工作原理和性能仿真。輪詢，ALOHA，CSMA。第58頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第59頁(yè)/共8

21、2頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第60頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)2 數(shù)據(jù)傳輸速率分析實(shí)驗(yàn) 在主界面中，點(diǎn)擊“測(cè)試”按鈕，打開“數(shù)據(jù)傳輸速率分析”實(shí)驗(yàn)界面。2.1 鏈路管理 鏈路管理部分主要包括進(jìn)行相關(guān)鏈路操作的按鈕。1選擇測(cè)試模式及端口，然后點(diǎn)擊“初始化設(shè)備”按鈕。此時(shí)將會(huì)彈出提示信息框告訴用戶是否啟動(dòng)成功。 若成功，狀態(tài)欄將會(huì)顯示本機(jī)地址。第61頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)2.1 鏈路管理2如果選擇“與藍(lán)牙模塊連接”方式，初始化成功后，點(diǎn)擊“查詢周圍設(shè)備”按鈕。此時(shí)按鈕下方表格將會(huì)顯示查詢到設(shè)備的地址。查詢結(jié)束時(shí)將會(huì)顯示查詢到設(shè)備總數(shù)。3選擇一臺(tái)設(shè)備地址，并點(diǎn)擊“建

22、立ACL連接”按鈕。此時(shí)將會(huì)彈出提示信息框告訴用戶是否建鏈成功。4建鏈成功后即可進(jìn)行速率測(cè)試與文件傳輸。 速率測(cè)試及文件傳輸完成后，若用戶不想繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，此時(shí)可點(diǎn)擊“斷開ACL連接”按鈕。程序?qū)棾鲂畔⒖蛱崾臼欠癯晒嚅_鏈接。第62頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)2.1 鏈路管理5若斷開鏈接成功，可點(diǎn)擊“關(guān)閉HCI傳輸層”按鈕，此時(shí)傳輸層關(guān)閉，用戶若想繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，須重新啟動(dòng)傳輸層并建鏈。每次關(guān)閉窗口前必須關(guān)閉傳輸層。6如果選擇“直接電纜連接”方式，初始化成功后即可進(jìn)行速率測(cè)試與文件傳輸，步驟25省略。第63頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)2 數(shù)據(jù)傳輸速率分析實(shí)驗(yàn) 2.2 速率測(cè)試

23、設(shè)置包長(zhǎng)，包的數(shù)目及測(cè)試次數(shù)，點(diǎn)擊“發(fā)送”按鈕。此時(shí)將顯示測(cè)出速率的直方圖。 圖的下方將顯示每次發(fā)送數(shù)據(jù)量及花費(fèi)時(shí)間。 發(fā)送過(guò)程中發(fā)送方狀態(tài)欄將會(huì)顯示“正在發(fā)送數(shù)據(jù)包”字樣，接收方顯示“正在接收數(shù)據(jù)包”字樣。發(fā)送結(jié)束時(shí)會(huì)彈出信息框提示。程序運(yùn)行界面如下：第64頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第65頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)2 數(shù)據(jù)傳輸速率分析實(shí)驗(yàn) 2.3 文件傳輸 設(shè)置誤碼率等相關(guān)參數(shù)，然后點(diǎn)擊“要傳輸?shù)奈募卑粹o，將會(huì)彈出“打開文件”對(duì)話框 選擇要傳輸?shù)奈募Ⅻc(diǎn)擊“開始傳輸”按鈕。 此時(shí)接收方計(jì)算機(jī)將會(huì)彈出“另存為”對(duì)話框， 選擇保存的路徑并單擊“保存”，文件傳輸開始

24、。傳輸過(guò)程中收發(fā)雙方狀態(tài)欄均會(huì)顯示傳送進(jìn)度。傳輸結(jié)束時(shí)會(huì)彈出提示信息框。 傳輸結(jié)束后可進(jìn)行文件比較。單擊“文件比較”按鈕， 選擇要比較的兩個(gè)文件(瀏覽按鈕可用來(lái)瀏覽本機(jī)內(nèi)文件資源)，并點(diǎn)擊“文件比較”按鈕，將會(huì)顯示比較結(jié)果。第66頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第67頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn) ：仿真1在下面的參數(shù)輸入欄里輸入相應(yīng)的參數(shù)，例如：我們?nèi)缦略O(shè)定參數(shù)： 鏈路1容量(kb): 4.8; 鏈路2容量(kb):48; 傳播時(shí)延(ms):50; 誤比特率: 0.000001; 衛(wèi)星鏈路延時(shí)(ms):350; 控制信息長(zhǎng)度(bit):48;第68頁(yè)/共82頁(yè)通信傳

25、輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn) ：仿真11. 點(diǎn)擊“開始”按鈕，我們可以看到相關(guān)圖形，各個(gè)線路之間的關(guān)系可以從圖中看出。圖下面的表格中，可以看到和線路有關(guān)的數(shù)據(jù)，這里是信道利用率最大時(shí)的幀長(zhǎng)。2.如果有問(wèn)題的話，可以點(diǎn)擊“相關(guān)資料”按鈕，會(huì)彈出一個(gè)幫助窗口。從中用戶可以找到自己想要的東西。3.點(diǎn)擊“關(guān)閉”按鈕，關(guān)閉子窗口，仿真一實(shí)驗(yàn)結(jié)束。第69頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)信道利用率和幀長(zhǎng)的關(guān)系 由于每個(gè)數(shù)據(jù)都必須包括一定的控制信息，所以即使是連續(xù)不斷地發(fā)送數(shù)據(jù)幀，信道的利用率也不會(huì)達(dá)到100%。當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，數(shù)據(jù)幀的不斷重傳將使信道利用率進(jìn)一步降低。 很明顯，信道利用率和最佳幀長(zhǎng)的

26、關(guān)系如下：數(shù)據(jù)幀取得很短，控制信息占的比例增大，導(dǎo)致信道利用率下降，如果幀長(zhǎng)取得太長(zhǎng)，數(shù)據(jù)幀在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)的概率就增大，于是重傳的次數(shù)就增大，這也會(huì)使信道利用率下降。所以，存在一個(gè)最佳幀長(zhǎng)，在此幀長(zhǎng)下信道利用率最高。第70頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)信道利用率和幀長(zhǎng)的關(guān)系信道利用率U： 其中p是數(shù)據(jù)幀的誤比特率；每幀中數(shù)據(jù)為ld比特，控制信息lh為比特；參數(shù) 這個(gè)式子清楚的表明了幀長(zhǎng)對(duì)信道利用率的影響。 注：一般而言，發(fā)送幀的差錯(cuò)率是誤比特率與幀長(zhǎng)的乘積，所以，如果誤比特率取的很大，比如0.01。那么，在幀長(zhǎng)為100（數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)加控制幀長(zhǎng)）是，發(fā)送的差錯(cuò)率已經(jīng)是100%，利用率為0

27、。所以，在本仿真中，誤比特率不能大于0.01。fTtt第71頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第72頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第73頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第74頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第75頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第76頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)第77頁(yè)/共82頁(yè)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃詫?shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.在速率測(cè)試中，設(shè)置包的個(gè)數(shù)為10，測(cè)試次數(shù)為10次。取不同的包長(zhǎng)，記錄通過(guò)串口連接藍(lán)牙模塊和通過(guò)USB口連接藍(lán)牙模塊的測(cè)試結(jié)果（包括包長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量、花費(fèi)時(shí)間和平均速率）。分析各次測(cè)試結(jié)果，從中得出結(jié)論。2.在文件傳輸測(cè)試中，傳輸一個(gè)大小為100Kb的文件，誤碼率分別設(shè)為0.001、0.01和0.05，幀長(zhǎng)設(shè)為300字節(jié)，最大重傳次數(shù)為50。分別采用C