無(wú)線實(shí)時(shí)多播系統(tǒng)中混合糾刪方案性能分析與評(píng)估

譚國(guó)平，徐立中，嚴(yán)錫君，花再軍

（河海大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，江蘇 南京210098）

1 引言

隨著無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，實(shí)時(shí)多媒體多播業(yè)務(wù)已吸引了越來(lái)越多研究者的注意。眾所周知，基于IP多播的數(shù)字視頻廣播(DVB)[1]系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）來(lái)提供關(guān)于接收端與接收質(zhì)量等信息。然而，傳統(tǒng)RTP不提供任何機(jī)制保證實(shí)時(shí)多播業(yè)務(wù)的QoS。由于無(wú)線信道受衰落、干擾等影響，應(yīng)用層分組丟失無(wú)法避免。因分組丟失錯(cuò)誤為典型的刪除錯(cuò)誤，因而可利用各種糾刪技術(shù)進(jìn)行恢復(fù)?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，這種刪除錯(cuò)誤的嚴(yán)重程度會(huì)隨著多播數(shù)據(jù)速率的變化而變化[2]。因此，有必要在應(yīng)用層采用特定的糾刪控制策略來(lái)保證DVB業(yè)務(wù)的目標(biāo)分組丟失率（PLR）要求。

有鑒于此，文獻(xiàn)[3]提出了一種基于純自動(dòng)請(qǐng)求重傳技術(shù)(ARQ)的糾刪方案，該方案在一定程度上可以改善系統(tǒng)的性能，但效率較低。文獻(xiàn)[4]提出了一種基于 ARQ技術(shù)的改進(jìn)方案：基于分組重復(fù)技術(shù)的混合糾錯(cuò)方案（HEC-PR），該方案可有效地保證實(shí)時(shí)多播業(yè)務(wù)在嚴(yán)格時(shí)延限制下(如 100ms)的目標(biāo)PLR要求(如10-6)。理論分析和仿真結(jié)果表明，與簡(jiǎn)單ARQ方案相比較，HEC-PR方案具有更好的性能，且所需冗余信息也更少，從而可有效地節(jié)省帶寬[4]。

值得注意的是，文獻(xiàn)[4]對(duì)HEC-PR的性能評(píng)估基于以下假設(shè)條件：無(wú)線信道在應(yīng)用層被視為簡(jiǎn)單的獨(dú)立同均勻隨機(jī)分布(即 i.i.d)刪除錯(cuò)誤信道模型。然而，研究者發(fā)現(xiàn)基于2種狀態(tài)的Markov模型非常適合對(duì)無(wú)線環(huán)境中的刪除錯(cuò)誤信道進(jìn)行建模[2,5,6]。此類模型實(shí)質(zhì)上屬于Gilbert[7]和Elliott[8]提出的具有突發(fā)錯(cuò)誤記憶效應(yīng)的隱Markov模型（簡(jiǎn)稱GE模型）。顯然，刪除錯(cuò)誤信道模型的準(zhǔn)確性對(duì)具體糾刪方案的性能評(píng)估具有直接而深刻的影響。實(shí)際上，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)許多算法的性能都需要建立精確的信道模型。移動(dòng)通信系統(tǒng)中的調(diào)度算法[9]與移動(dòng)自組網(wǎng)中的可用帶寬估計(jì)技術(shù)[10]均需要對(duì)信道質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)或預(yù)測(cè)，因而對(duì)信道模型的精確性均有所依賴。在本文中，為了對(duì)HEC-PR方案的性能做出準(zhǔn)確評(píng)估，必須采用更加精確的GE模型進(jìn)行評(píng)估。鑒于此，本文提出基于GE信道模型的分析方法，研究提出一種分析HEC-PR方案在GE信道中的閉式表達(dá)式。此外，有別于文獻(xiàn)[4]采用的仿真研究方法，本文還將采用基于實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法，用于評(píng)估GE信道模型的精確性以及各種具體糾刪方案的性能。為此，本文設(shè)計(jì)了基于IEEE 802.11a的實(shí)際DVB實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了HEC-PR方案。通過(guò)測(cè)量實(shí)際系統(tǒng)中的突發(fā)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度和連續(xù)無(wú)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度，采用極大似然參數(shù)估計(jì)方法，探討GE模型是否匹配IEEE 802.11a中承載實(shí)時(shí)多媒體多播業(yè)務(wù)時(shí)的刪除錯(cuò)誤模型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)采用HEC-PR方案的理論分析結(jié)果與實(shí)際測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較研究，從而對(duì)本文提出的性能分析表達(dá)式的準(zhǔn)確性進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。最后，雖然本文是以 WLAN為對(duì)象進(jìn)行研究，但其提出的性能分析與評(píng)估方法同樣適用于對(duì)其他無(wú)線實(shí)時(shí)多播系統(tǒng)（例如 LTE中的MBMS系統(tǒng)[11]等）進(jìn)行類似的研究。

2 糾刪方案性能分析

本節(jié)將首先介紹GE信道模型的主要特征，然后，推導(dǎo)出分析HEC-PR方案在GE信道中性能的閉式表達(dá)式。

2.1 GE信道模型

GE信道模型本質(zhì)上是一種具有 2種狀態(tài)(“Good”(G)狀態(tài)和“Bad”(B)狀態(tài))的隱 Markov模型，這2種狀態(tài)之間的概率轉(zhuǎn)移關(guān)系如圖1所示。

圖1 GE信道模型中的隱Markov模型

在圖1中，每種狀態(tài)對(duì)應(yīng)一定的實(shí)際信道質(zhì)量：即在“Good”(G)狀態(tài)，鏈路PLR可視為非常低 (用PLR(G)表示)；而在“Bad”(B)狀態(tài)，鏈路PLR可視為非常高(用PLR(B)表示)。在以往的研究中大多假設(shè)PLR(G)為0且PLR(B)為1(例如文獻(xiàn)[5,6])，因該假設(shè)符合絕大多數(shù)實(shí)際情況，所以本文將繼續(xù)采用該假設(shè)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。此外，為了研究方便，假設(shè)信道狀態(tài)躍遷總是發(fā)生每個(gè)分組傳輸?shù)拈g隔。由圖可知，信道狀態(tài)越遷的概率如下：從G狀態(tài)越遷到B狀態(tài)的概率為1-α，而停留在G狀態(tài)的概率為α；從B狀態(tài)越遷到G狀態(tài)的概率為1-β，而停留在B狀態(tài)的概率為β。利用該模型的參數(shù)α和β，其m步狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣可由式（1）計(jì)算[12]。

現(xiàn)用PG(m)表示GE信道在m時(shí)刻處于G狀態(tài)的概率；且用PB(m)表示GE信道在m時(shí)刻處于B狀態(tài)?的 概率。信道初始狀態(tài)處于G或B的概率由向量 ps(0)表示：

結(jié)合式(1)和式(2)，可立即獲得GE信道在m時(shí)刻處于G或B 狀態(tài)的概率，即

注意通過(guò)計(jì)算GE信道處于穩(wěn)態(tài)時(shí)的概率，可推導(dǎo)出信道中的平均分組丟失率表達(dá)式[12]，即

現(xiàn)用隨機(jī)變量X和Y分別表示連續(xù)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度(即連續(xù)丟失RTP分組的個(gè)數(shù))與連續(xù)無(wú)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度(即連續(xù)正確接收 RTP分組的個(gè)數(shù))。依據(jù) GE信道模型中隱Markov鏈的特征，X和Y的概率分布函數(shù)（PDF）符合二次分布[5,12]，即有:

根據(jù)式(5)和式(6)，可計(jì)算隨機(jī)變量 X和Y的期望值E(X)和E(Y)[5]：

2.2 HEC-PR方案性能分析

本節(jié)將推導(dǎo)出文獻(xiàn)[4]提出的 HEC-PR方案在GE信道中的性能。注意給定系統(tǒng)參數(shù)與 HEC-PR方案的參數(shù)，衡量其性能必須包含以下2個(gè)指標(biāo)：一是最終在接收端所獲得的PLR性能；另一個(gè)是付出的代價(jià)，即所需的冗余信息。根據(jù)文獻(xiàn)[4]，可知HEC-PR方案的性能主要取決于參數(shù)RTT和每次重傳過(guò)程中的重傳拷貝個(gè)數(shù)。因此，下面將集中于根據(jù)該方案中每次重傳過(guò)程中重傳次數(shù)的分布來(lái)分析其性能。為了便于理解，以下分別介紹HEC-PR方案中發(fā)送端與接收端的操作過(guò)程。

1) 發(fā)送端操作：發(fā)送端以多播方式向多播組中的所有接收端發(fā)送帶序號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，如果發(fā)送端接收到某個(gè)或者某幾個(gè)接收端的NACK消息，發(fā)送端將向全部接收端重發(fā)所有 NACK消息中要求重傳的數(shù)據(jù)分組，在重傳過(guò)程中，發(fā)送重傳數(shù)據(jù)分組的拷貝個(gè)數(shù)允許大于1。

2) 接收端操作：接收端通過(guò)檢測(cè)接收到的數(shù)據(jù)分組的序號(hào)進(jìn)行分組丟失檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)分組序號(hào)不是連續(xù)的，將判定有分組丟失發(fā)生；分組丟失發(fā)生時(shí)，接收端將根據(jù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延要求判斷是否允許重傳，如果時(shí)延不允許，接收端將放棄請(qǐng)求發(fā)送端重傳數(shù)據(jù)分組；如果時(shí)延允許，接收端將立即構(gòu)造包含丟失分組序號(hào)的NACK消息，然后盡快將該消息反饋給發(fā)送端，因此，該HEC-PR方案本質(zhì)上是一種基于選擇重發(fā)和 NACK消息機(jī)制的多播傳輸方案。

此外，為簡(jiǎn)化分析，對(duì)系統(tǒng)作如下假設(shè)：反饋信道中 NACK消息的傳送完全可靠,沒(méi)有丟失情況發(fā)生；在無(wú)線多播場(chǎng)景中的接收端之間相互獨(dú)立。

為便于分析HEC-PR方案的性能，分別定義系統(tǒng)參數(shù)和方案的參數(shù)，如表1和表2所示。

表1 系統(tǒng)參數(shù)定義

表2 HEC-PR方案參數(shù)定義

根據(jù)表1的定義，可知接收端從發(fā)現(xiàn)RTP分組丟失開(kāi)始，到接收到相應(yīng)的RTP分組，其時(shí)間間隔至少為tlp，即

因RTP分組將在單位時(shí)間ts內(nèi)被傳送，因此tlp可離散化為ts的個(gè)數(shù)，即

注意式(11)中的起始點(diǎn)表示接?收 端 發(fā)現(xiàn)RTP分組丟失(即刪除錯(cuò)誤)開(kāi)始，因此 p ( 0) = ［0,1 ］。根據(jù)式(11)和式(1)，得：

因多播場(chǎng)景中接收端之間的獨(dú)立性，任意接收端的性能僅取決于HEC-PR方案所采用的參數(shù)，而與其他接收端無(wú)關(guān)。此外，在本文中，假設(shè)重傳分組按序號(hào)先后順序進(jìn)入重傳緩沖區(qū)，且按FIFO規(guī)則以單位時(shí)間ts為間隔被重傳。因此，在FIFO緩沖區(qū)據(jù)X的概率密度函數(shù) PXi和 pB( Tlp+ j)，便可計(jì)算出經(jīng)過(guò) M 次重傳輪數(shù)后的平均分組丟失個(gè)數(shù)。最終，依據(jù)式(10)并結(jié)合E(X)和E(Y)，任意接收端在經(jīng)歷M次重傳輪數(shù)后的PLR性能便可通過(guò)下式計(jì)算得到：

顯然，對(duì)多播場(chǎng)景中的所有接收端，其計(jì)算相似。最終，系統(tǒng)的總?cè)哂嘈畔獒槍?duì)每個(gè)接收端的獨(dú)立計(jì)算之和。至此，推導(dǎo)出了計(jì)算HEC-PR方案在GE信道中的PLR性能與所需冗余信息的2個(gè)閉式表達(dá)式，即式(14)和式（15）。因此，給定系統(tǒng)參數(shù)與HEC-PR方案的參數(shù)，可通過(guò)這2個(gè)表達(dá)式立即計(jì)算出該方案的性能。

3 極大似然參數(shù)估計(jì)方法

本節(jié)將介紹一種基于極大似然估計(jì)(MLE)理論的參數(shù)估計(jì)方法，即通過(guò)統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的連續(xù)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度與連續(xù)無(wú)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度來(lái)估計(jì)出GE信道模型的參數(shù)。本文采用的參數(shù)估計(jì)方法與文獻(xiàn)[5]類似，不同之處在于：本文研究的是基于IEEE 802.11a的實(shí)時(shí)多播場(chǎng)景；而文獻(xiàn)[5]研究的是基于IEEE 802.11g的單播場(chǎng)景。具體地，本文建立的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用的是基于改進(jìn)的 RTP及UDP/IP/802.11a的協(xié)議棧，因而可在接收端通過(guò)統(tǒng)計(jì)連續(xù)發(fā)生刪除錯(cuò)誤而被丟棄的RTP分組的個(gè)數(shù)以及連續(xù)正確接收RTP分組的個(gè)數(shù)，分別獲得隨機(jī)變量X和Y的觀測(cè)值?，F(xiàn)假設(shè)X和Y均符合二次分布，根據(jù)MLE的理論且結(jié)合式(5)或式(6)，便可從充分的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中估計(jì)出 GE信道模型的參數(shù)(即α?和β?)。

不失一般性，現(xiàn)以通過(guò)隨機(jī)變量 X的統(tǒng)計(jì)觀測(cè)值來(lái)估計(jì)參數(shù)β?為例進(jìn)行闡述。根據(jù)MLE的理論，參數(shù)β?的似然函數(shù)可通過(guò)其概率分布函數(shù)來(lái)表示，即

其中，ni(i=1,2,…,N) 表示X的觀察值的集合，N表示總的觀察次數(shù)。將式(5)代入式(16)，即有：

對(duì)式(17)兩邊取自然對(duì)數(shù)，即有：

然后，計(jì)算函數(shù)Λ關(guān)于參數(shù)β?的偏微分，即得到：

設(shè)式(19)等于0，即有：

最終，整理式(20)，即得：

根據(jù)式(21)可看出，參數(shù)β的極大似然估計(jì)實(shí)際上取決于隨機(jī)變量X的期望值表達(dá)式(7)。類似地，參數(shù)α的極大似然估計(jì)也將取決于隨機(jī)變量 Y的期望值表達(dá)式(8)。顯然，GE信道模型可由以下2個(gè)二次分布函數(shù)來(lái)描述：PXj和 PYi。因此，根據(jù)充分的實(shí)驗(yàn)觀察次數(shù)及關(guān)于X和Y的統(tǒng)計(jì)觀測(cè)值，便可通過(guò)類似式(21)對(duì)參數(shù)α或β進(jìn)行極大似然估計(jì)。

4 信道模型與糾刪性能評(píng)估

首先，為了驗(yàn)證GE信道模型是否匹配WLAN中實(shí)時(shí)多媒體多播系統(tǒng)的實(shí)際刪除錯(cuò)誤信道，設(shè)計(jì)了基于IEEE802.11a的實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)。該系統(tǒng)由2個(gè)移動(dòng)工作站和一個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)(即AP)組成，2個(gè)移動(dòng)工作站將通過(guò)AP接收實(shí)時(shí)的多媒體多播數(shù)據(jù)流。在該驗(yàn)證系統(tǒng)中，采用的協(xié)議棧為改進(jìn)后的RTP與UDP/IP/IEEE 802.11a，且傳送實(shí)際的實(shí)時(shí)多媒體多播業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流(本實(shí)驗(yàn)采用的是標(biāo)準(zhǔn)DVB數(shù)據(jù)流)。為了實(shí)現(xiàn)HEC-PR方案，對(duì)原始RTP協(xié)議的改進(jìn)如下：增加了一條RTCP控制消息，用于傳送NACK信息；為了適應(yīng)實(shí)時(shí)多播的需求，去掉了原始RTP協(xié)議中的5s停等機(jī)制，而改為在盡短的時(shí)間內(nèi)傳送RTCP控制消息，將重傳延時(shí)控制在盡可能小的范圍。

4.1 刪除錯(cuò)誤信道模型評(píng)估

為評(píng)估實(shí)際實(shí)時(shí)多播場(chǎng)景中的刪除錯(cuò)誤信道模型是否與GE模型相匹配，本實(shí)驗(yàn)將多播速率分別設(shè)為 7Mbit/s、9Mbit/s和 13Mbit/s。在每次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)送RTP分組的總數(shù)為2×107。通過(guò)在接收端統(tǒng)計(jì)連續(xù)分組丟失的個(gè)數(shù)（即連續(xù)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度X）以及連續(xù)正確接受分組的個(gè)數(shù)（即連續(xù)無(wú)刪除錯(cuò)誤長(zhǎng)度Y）的值，便可通過(guò)第3節(jié)介紹的MLE方法估計(jì)出GE模型的參數(shù)，表3列出在2個(gè)接收端的參數(shù)估計(jì)值。

表3 GE模型的參數(shù)估計(jì)

從表3可以看出，由于2個(gè)接收端位置不同，其無(wú)線環(huán)境會(huì)有差異，因此其GE模型的參數(shù)明顯不同，且差異較大。因此，在無(wú)線實(shí)時(shí)多播場(chǎng)景中，不同的接收端與發(fā)送端之間的無(wú)線鏈路狀況可認(rèn)為是相互獨(dú)立的。此外，為了驗(yàn)證實(shí)際分組丟失模型是否與GE模型相一致，將GE模型關(guān)于X以及Y概率分布與實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。不失一般性，以接收端1為例，多播速率為7Mbit/s的比較結(jié)果如圖2所示。實(shí)際上，對(duì)其他多播速率可得到類似的圖。限于篇幅，本文僅以此圖為例進(jìn)行說(shuō)明。

圖2 隨機(jī)變量X與Y的概率分布分析圖（多播數(shù)據(jù)速率為7Mbit/s）

在這組圖中，GE模型的分析結(jié)果是依據(jù)表 3中的估計(jì)參數(shù)，然后通過(guò)式(5)和式(6)計(jì)算所得；而測(cè)試結(jié)果是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)統(tǒng)計(jì)X與Y的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算所得。從這些圖可以看出，GE模型的分析結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)非常匹配。特別是關(guān)于X的概率分布，其模型值與實(shí)際值幾乎完全一致，而糾刪方案的性能分析主要建立在X的概率分布的基礎(chǔ)上，因此，以GE模型為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，將會(huì)對(duì)性能做出比較準(zhǔn)確的評(píng)估。換句話說(shuō)，該GE模型非常匹配IEEE 802.11a中承載實(shí)時(shí)多媒體多播業(yè)務(wù)時(shí)的刪除錯(cuò)誤信道模型，因此可用于對(duì)該環(huán)境中采用的各種糾刪方案進(jìn)行準(zhǔn)確的性能評(píng)估與分析。

表4 HEC-PR方案的性能分析

4.2 HEC-PR方案性能評(píng)估

為了評(píng)估HEC-PR方案在實(shí)際環(huán)境中的性能是否與分析結(jié)果一致，在上述驗(yàn)證系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了HEC-PR方案，下面將對(duì)測(cè)試結(jié)果與分析結(jié)果進(jìn)行比較研究。與文獻(xiàn)[4]相似，這里將目標(biāo) PLR設(shè)置為10-6，端到端的時(shí)延限制設(shè)置為 100ms；因系統(tǒng)中原始鏈路PLR通常小于10%，這里將最大的可能重傳次數(shù)NT設(shè)置為3；為使所需的RI最小，HEC-PR方案中的最大可能重傳輪數(shù)設(shè)置為 2，且[N1,N2]= [ 1,2]。rtrt

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的RTT平均為10ms左右。對(duì)不同的數(shù)據(jù)速率，其發(fā)送分組的間隔ts分別為1.6ms、1.2ms和0.8ms。為簡(jiǎn)化分析，這里假設(shè)tsw和trw可忽略不計(jì)。顯然，依據(jù)上述實(shí)測(cè)參數(shù)與 2.2節(jié)得到的性能分析表達(dá)式，便可獲得關(guān)于HEC-PR方案在GE信道中性能的分析結(jié)果。表4展示了測(cè)試結(jié)果和分析結(jié)果。在分析結(jié)果中，鏈路PLR為根據(jù)表3和式(4)計(jì)算所得；最終的 PLR及所需冗余信息為根據(jù)表3和式(14)、式(15)分別計(jì)算所得。

根據(jù)表 4，可看出鏈路PLR的分析結(jié)果和測(cè)試結(jié)果非常一致，這再次說(shuō)明GE模型非常符合實(shí)際場(chǎng)景中的刪除信道模型。這里值得特別說(shuō)明的是，因i.i.d信道可視為相關(guān)系數(shù)注注 相關(guān)系數(shù)可通過(guò)α+β-1進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)表 3可知該系數(shù)在本實(shí)驗(yàn)中小于0.1。

①為0的特殊GE信道，而本實(shí)驗(yàn)中GE信道的相關(guān)系數(shù)小于0.1，因此，該結(jié)果與采用i.i.d信道非常相近。但是，當(dāng)GE信道的相關(guān)系數(shù)很大時(shí)，將不能采用簡(jiǎn)單的i.i.d模型模擬近似。因此，GE模型的相關(guān)系數(shù)對(duì)糾刪方案性能評(píng)估的影響值得深入探討和研究。

此外，在第2.2節(jié)的分析中總是假設(shè)反饋信道是完全可靠的。但是，在實(shí)際測(cè)試中，當(dāng)NACK消息以多播模式傳送時(shí)，并不能被看成是完全可靠的。主要原因在于：IEEE 802.11a處于多播模式時(shí)，沒(méi)有任何機(jī)制保證消息傳送的可靠性，因而造成許多NACK消息的丟失。因此，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，采用了單播模式傳送NACK消息，以保證其傳輸?shù)目煽啃浴Ｒ蚨?，?shí)際系統(tǒng)中的反饋信道可視為近似完全可靠。

從表4中還可看出，在第1輪重傳后，測(cè)試結(jié)果和分析結(jié)果基本相符。然而，在第2輪重傳后，實(shí)際測(cè)試結(jié)果比分析結(jié)果要差很多。其中的主要原因在于：沒(méi)有對(duì)重傳的 RTP分組采用任何保護(hù)機(jī)制，由于重復(fù)傳送的RTP分組是連續(xù)發(fā)送，因此將以很大的概率經(jīng)歷同樣的信道狀態(tài)。特別是處于強(qiáng)干擾或衰落狀態(tài)時(shí)，信道可能長(zhǎng)時(shí)間處于“Bad”狀態(tài)，導(dǎo)致這些在該時(shí)間端內(nèi)連續(xù)發(fā)送的所有重傳數(shù)據(jù)分組都將會(huì)發(fā)生刪除錯(cuò)誤而被丟棄。為此，需要繼續(xù)研究一種可靠的機(jī)制來(lái)保證重傳分組的可靠性。最直接的思路是采用比較精確的信道預(yù)測(cè)方法，通過(guò)對(duì)信道質(zhì)量的預(yù)測(cè)，可避免在信道處于“Bad”狀態(tài)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)分組。

另一方面，從表4可以看出，在測(cè)試中所需的總的RI要稍大于分析結(jié)果。 由于在第2輪重傳過(guò)程發(fā)生后，在第2輪重傳過(guò)程中所需要重傳的數(shù)目非常少，因此分析結(jié)果和測(cè)試結(jié)果的區(qū)別將很小。最后，測(cè)試結(jié)果表明最大的端到端的延時(shí)可以控制在目標(biāo)規(guī)定的100ms以內(nèi)，達(dá)到了實(shí)時(shí)多播業(yè)務(wù)的特定業(yè)務(wù)質(zhì)量要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)無(wú)線實(shí)時(shí)多播系統(tǒng)中的糾刪方案，本文提出基于GE信道模型的性能分析方法，推導(dǎo)出了一種混合糾刪方案的性能分析閉式表達(dá)式。此外，采用基于從實(shí)際系統(tǒng)中獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)GE信道的精確性以及各種糾刪方案的性能進(jìn)行了準(zhǔn)確的評(píng)估。本文設(shè)計(jì)了基于IEEE 802.11a的實(shí)際 DVB測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)，并在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了待評(píng)估的混合糾刪方案。一方面，利用從實(shí)際系統(tǒng)中獲得的充分測(cè)試數(shù)據(jù)，本文采用極大似然的參數(shù)估計(jì)方法，對(duì)實(shí)時(shí)多媒體多播系統(tǒng)中的實(shí)際刪除錯(cuò)誤信道進(jìn)行了評(píng)估。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)GE信道模型與系統(tǒng)中的實(shí)際刪除錯(cuò)誤信道非常匹配，因而驗(yàn)證了GE信道模型的精確性。另一方面，通過(guò)比較分析待評(píng)估糾刪方案的理論分析結(jié)果與實(shí)際測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者基本一致，從而驗(yàn)證了通過(guò)GE信道模型評(píng)估糾刪方案性能的精確性。最后，本文提出的基于GE模型的性能分析方法與基于實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析評(píng)估方法，顯然適用于對(duì)其他無(wú)線實(shí)時(shí)多播系統(tǒng)進(jìn)行類似的性能分析與評(píng)估研究，因而具有普遍參考與借鑒意義。

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