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1AMC－HARQ跨層自適應傳輸設計

城際鐵路通信系統承載的主要業務，有電路域數據話音業務和分組域數據業務。具體如表1所示。電路域數據話音業務對實時性要求較高，又要十分準確地傳遞信息，具有最高或者較高的優先級；分組域數據業務對實時性要求較低（與電路域業務相比），突發性強，有一定的數據量。本文將跨層設計應用于城際鐵路無線通信系統中，根據業務類型的不同，在物理層和鏈路層進行AMC－HARQ跨層優化設計。AMC－HARQ跨層自適應傳輸的系統模型如圖1所示。

物理層釆用自適應調制編碼技術，根據業務類型分類，制定M種調制方式和編碼方式。首先，接收端通過信道測量技術，估計出信道質量信息，并通過反饋信道，將信道質量信息反饋給發送端；然后，發送端根據接收到的信道質量，選擇下次傳輸要使用的調制編碼階數。MAC層采用同步并行停等協議即HARQ協議。首先對各數據幀分別進行CRC編碼，級聯構成數據幀進入物理層。物理層使用FEC編碼對整個數據幀進行編碼，然后存入緩存用以進行重傳。接收端經過譯碼、CRC校驗后，回送確認幀。確認幀包含了幀確認號和重傳比特向量。

幀確認號表示鏈路層上一個按序接收的幀的序號，重傳比特向量比接收窗口長度（W）小1的比特向量，即長度為W－1。比特向量表示當前接收窗口的所有幀接收情況，如“1”表示需要重傳，“0”表示接收成功。由于重傳比特向量是接收窗口的歷史移位記錄，即使當前的確認幀因信道變化而丟失，確認幀也不應重發，因為后續的確認幀包含歷史的接收記錄。確認幀格式如圖2所示。收發雙方的鏈路層都緩存W個數據幀。發方維護發送緩存和重傳列表，發送緩存中保存著當前發送窗口中未確認的幀，重傳列表中保存了待重傳的幀序號。收方的接收緩存保存當前接收窗口中亂序的數據幀，當接收到的幀有序后，鏈路層向。

2AMC－HARQ跨層自適應傳輸性能分析

本文使用Matlab仿真工具對基于AMC－HARQ跨層自適應傳輸系統進行仿真分析，模擬信道使用瑞利衰落信道模型，每個數據包中含信息位500bit，通過1／3碼率的卷積碼，仿真包數目每次1000個，結果取6次平均值，同時假設CRC能正確校驗。在物理層，提供不調制、BPSK、QPSK、8PSK等4種傳輸模式，系統可以根據AMC中每種傳輸模式的瞬時誤包率（PER）和接收到的SNR在各種物理層傳輸模式之間的關系，自適應地選擇合適的調制編碼方式。在鏈路層，要綜合考慮時延、誤包率和吞吐量，真正滿足城際鐵路不同業務的QoS要求。設置最大重傳次數為N＝0、1、2，測試在不同干擾條件下，不同的業務類型的成功率，見圖3，圖4，圖5。可見，通過AMC－HARQ跨層自適應傳輸方案，當鏈路層重傳1次，可以在5％干擾情況下實現95％的接收成功率；鏈路層重傳2次，可以在5％干擾情況下實現99％的接收成功率，在10％干擾情況下實現94％以上的接收成功率。

綜上所述，根據業務類型不同分類，對實時性要求較高且數據量小的電路域數據、話音業務，系統可采用不重傳或重傳1次模式；對實時性要求較低分組域數據業務，突發性強，且有一定的數據量，系統可采用重傳2次模式保證接收成功率。

作者：張婷單位：廣東珠三角城際軌道交通有限公司