無線交互電視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、交互業(yè)務(wù)是數(shù)字電視業(yè)務(wù)中非常吸引人的業(yè)務(wù)。DVB組織提出的DVB-RCT標(biāo)準(zhǔn)，利用地面回傳信道來實現(xiàn)交互業(yè)務(wù)，構(gòu)建無線交互式電視系統(tǒng)。無線交互式地面電視系統(tǒng)是類蜂窩網(wǎng)絡(luò)，無線地面信道共享接入，不同的接入控制協(xié)議對其性能有直接影響；為了實現(xiàn)接入的公平性，必須采用公平靈活的調(diào)度算法；為了提高吞吐量，降低信道錯誤的影響，差錯控制機(jī)制也不可缺少。本論文主要對這三個方面進(jìn)行了研究。 論文首先介紹了交互式電視系統(tǒng)和DVB-RCT協(xié)議，并概述

2、了無線協(xié)議設(shè)計的主要內(nèi)容及該領(lǐng)域的一些相關(guān)工作。根據(jù)無線交互式地面電視系統(tǒng)的特點，本論文分別為信道接入?yún)f(xié)議、無線調(diào)度算法和無線差錯控制機(jī)制建立了系統(tǒng)仿真模型。這些模型是分析本文提出的動態(tài)隨機(jī)信道預(yù)約協(xié)議、無線公平調(diào)度算法和無線差錯控制機(jī)制的基礎(chǔ)。 在第三章研究了用于無線交互式地面電視系統(tǒng)的媒介接入控制(MAC)協(xié)議。由于無線交互信道頻帶非常有限，而且各用戶共享，所以必須要設(shè)計有效的MAC協(xié)議來支持各種業(yè)務(wù)。此外，多媒體應(yīng)用要求保

3、證網(wǎng)絡(luò)的延遲和抖動，這就要求設(shè)計可以支持多媒體業(yè)務(wù)的MAC協(xié)議。本文提出了動態(tài)隨機(jī)信道預(yù)約(DRCR)協(xié)議，此協(xié)議是針對按需分配協(xié)議的信道預(yù)約機(jī)制。按需分配協(xié)議有建立連接的包頭和呼叫接納，非常適合支持有服務(wù)質(zhì)量保證的多媒體業(yè)務(wù)。為了提高按需分配MAC協(xié)議的效率，提高信道利用率，本文引入了發(fā)送幾率的概念。不同的業(yè)務(wù)具有不同優(yōu)先級，一個請求時隙按概率分給不同業(yè)務(wù)使用，這樣可以提高空閑請求時隙的利用率。根據(jù)發(fā)送幾率的概念，提出了DRCR協(xié)議。

4、DRCR協(xié)議觀察業(yè)務(wù)條件，利用當(dāng)前業(yè)務(wù)條件的信息為不同的請求時隙分配發(fā)送幾率。根據(jù)發(fā)送幾率，用戶終端可以選擇利用率較低的請求時隙，因而大大提高了空閑請求時隙的利用率。對DRCR協(xié)議和按類分配請求時隙(RSCA)機(jī)制進(jìn)行了仿真比較，仿真結(jié)果表明，與RSCA機(jī)制相比，DRCR協(xié)議對請求響應(yīng)的速度更快，并且在業(yè)務(wù)流繁忙時能夠更高效地處理業(yè)務(wù)。 由于無線網(wǎng)絡(luò)中的鏈路錯誤率和容量是不斷變化的，因而需要為交互式電視系統(tǒng)設(shè)計無線調(diào)度算法，實時

5、調(diào)度業(yè)務(wù)流傳輸，以保證業(yè)務(wù)的QoS要求。在蜂窩環(huán)境下，已經(jīng)提出了很多方法，在解決無線信道突發(fā)錯誤的同時，達(dá)到系統(tǒng)公平的目的。但針對無線交互式電視系統(tǒng)環(huán)境提出的無線調(diào)度方法還比較少。本文提出了基于自適應(yīng)FEC的公平調(diào)度(AFWFS)算法，這一調(diào)度算法考慮到無線媒介突發(fā)和時變的信道錯誤，以及變化的信道容量，能夠提高無線信道上的吞吐量，在不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流之間保證公平，同時滿足不同業(yè)務(wù)的QoS要求。AFWFS算法由自適應(yīng)FEC算法，無線包調(diào)度

6、算法(包括ARQ機(jī)制)，及單步信道預(yù)測三部分組成。核心是自適應(yīng)FEC算法。FEC算法可以在信道預(yù)測的基礎(chǔ)上自適應(yīng)地改變FEC比率，以提高系統(tǒng)吞吐量。本文針對AFWFS算法及其它四種不同的機(jī)制進(jìn)行了仿真比較，仿真結(jié)果顯示，AFWFS算法在五種機(jī)制中性能最優(yōu)越，大大提高了系統(tǒng)的公平性和吞吐量。其中自適應(yīng)FEC算法提高了系統(tǒng)的吞吐量，WPS調(diào)度算法保證了系統(tǒng)范圍的公平性，ARQ機(jī)制保證了包的可靠傳輸，而單步預(yù)測算法提高了FEC自適應(yīng)的準(zhǔn)確度，

7、降低了傳輸錯誤。無線交互式地面電視系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)支持多媒體業(yè)務(wù)(話音、圖像和數(shù)據(jù)等)的綜合傳輸，但是無線信道的突發(fā)和時變特性限制了無線鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸速率，數(shù)據(jù)傳輸誤碼率高，錯誤呈突發(fā)分布，這些對系統(tǒng)的性能有很大的影響，因此，有效而適合多媒體業(yè)務(wù)在無線信道傳輸?shù)牟铄e控制機(jī)制，對于交互式地面電視系統(tǒng)的通信來說是十分重要的。在無線交互式電視系統(tǒng)中，為了在無線信道上完成高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸，在第五章提出了一種比率自適應(yīng)Ⅰ類混合ARQ(HARQ)機(jī)制，