链路自适应技术
HARQ技术简介
信源
检错编码和 缓冲存储
重发机制
双 向 信 道
检错译码
输出缓冲器
收
信
正确时输出
者
指令产生器
错误时删除
ARQ方式的系统结构图
优点：实现起来比较简单，信令开销小，收端的缓存容量低。
缺点： 等待确认信号的过程中，发端不发送数据，导致信道利用率不高，系统
2021/7/1 的吞吐量较低。
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差错控制技术简介
退后N步ARQ协议：
以上分析说明：HARQ和FEC更适 图3 ARQ 、FEC、type-I HARQ的吞吐量对比
应无线信道多径衰落的情况。在信道
状态较好的状态下，三者的吞吐量性
能差别不大。
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结束语
若有不当之处，请指正，谢谢！
特点：
第一类HARQ在接收端不进行任何合 并，每次收到的数据包直接译码。这 种方法信令开销小，解码简单。对传 错的数据帧只是单纯的丢弃，没能充 分利用其中的有用信息。
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HARQ定义及过程
第二类HARQ：
又称为完全增量冗余（IR）的重传机制。这种机制下，错误的数据 包不会被丢弃，而是在接收端先缓存起来，与重传的数据包进行合 并之后再进行解码。
总体2上021看/7/1，HARQ I和FEC误码率性能好于ARQ。
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由图3可以看出ARQ、FEC、 HARQ3种方案吞吐量都呈上 升趋势。
其中，HARQ和FEC吞吐 量在信噪比5dB-8dB之间快 速上升达到最大值，且曲线 基本重合。
在此期间，ARQ的吞吐量 很低，基本不变化，从10dB 以后才开始上升。
2021/7/1
移动网优l1认证考试题库及答案
移动网优l1认证考试题库及答案一、单选题1. 在移动通信中，L1层指的是什么？A. 应用层B. 传输层C. 物理层D. 网络层答案：C2. LTE系统中，一个子帧包含多少个OFDM符号？A. 6B. 7C. 8D. 9答案：C3. 下列哪项是移动通信中多址接入技术？A. FDMAB. TDMAC. CDMAD. 以上都是答案：D二、多选题1. 移动通信中，以下哪些因素会影响信号质量？A. 信号强度B. 信号干扰C. 信号衰减D. 信号调制方式答案：A, B, C2. LTE系统中，以下哪些是关键技术？A. OFDMAB. MIMOC. AMCD. HSPA答案：A, B, C三、判断题1. LTE系统中，上行链路使用FDD模式。
答案：错误2. 在移动通信中，信噪比越高，通信质量越好。
答案：正确3. 移动通信中，天线增益越高，覆盖范围越大。
答案：错误四、填空题1. 在移动通信系统中，_________ 是指信号在传输过程中的衰减。
答案：信号衰减2. LTE系统中，一个资源块包含_________ 个子载波。
答案：123. 移动通信中，_________ 是指在一定时间内，信号在传输过程中的总衰减。
答案：总衰减五、简答题1. 请简述移动通信中的多径效应及其对通信的影响。
答案：多径效应是指信号在传输过程中遇到障碍物后，会产生多个传播路径到达接收端，这些信号在接收端叠加，可能会增强或减弱信号强度，导致信号失真，影响通信质量。
2. 描述LTE系统中的链路自适应技术。
答案：LTE系统中的链路自适应技术是指系统根据信道条件动态调整调制方式、编码速率和资源分配，以优化传输性能，提高频谱利用率和通信质量。
六、计算题1. 如果一个LTE小区的下行链路使用20MHz带宽，子载波间隔为15kHz，请计算该小区可以支持多少个资源块。
答案：20MHz / 15kHz = 1333.33，取整为1333个资源块。
2. 已知一个LTE小区的下行链路传输速率为100Mbps，子载波间隔为15kHz，请计算该小区的子载波数量。
自适应跳频技术在提高数据链抗干扰性能中的应用
３ 一
维普资讯
企 观 茸
确定其实 时误码率 的。为 了节 省额外消耗 ， 以利 用帧头信 可 令中若干 固定 比特位 作为 已知码序 列来进 行测 量 ，设 计 中 主要考虑 判定 一个跳频 信道 的传输速 度和 测量 结果 的可靠
性 。如果频率集较 大， 信道质量判决 的实时性较差 。在低 则 速跳 频系 统中 ，可以利用 检测 帧头 的成功率 来代 替误码 率 的统计 ， 以达到较 好的实 时性 ， 减少 设备的软件运 算量 。 在扫 频阶段 ，要把 频率集 中已被干扰的频 点集中删 除 ， 因为这 时 尚无 通信数 据传送 ，可 以在各频 点上 全部 传输 已
所 发送 的数据进 行误码 率判 断， Ｐ会 自动使 用新 频点代 替 Ａ Ｍ
此 频点 ， 并通知 发射端产 生 同样 的新的载频序 列 。自适应跳 频 通信 系统 就能够 根据 外部 环境 变化而 不 断调整 自身 的参 数， 以克服部分频 点受 到干 扰所造成 的影 响。
利用通 过 自适 应 的方式保 证数 据链通 信 的畅通 ， 以使其 具
有 自我 调节 的能力 ，这就对 数据 链 的抗 干扰性 能提 出 了新
的挑战 。
目前提高 数据链 抗干 扰性 能的技 术 方法主 要采用 改进 信道编码 方式和扩频 方法。其中 ， 扩频 中的跳频通信 技术 是
数据链 系统抗干扰技术 中应用最广 泛 ， 最有成 效的技术 。跳
频通信 具有较 强的抗检 测 、 干扰 能力 、 能在 高速连 续 不 抗 它 规则跳 变载频 的过程 中实 施通信 ，使 敌方 难 以检 测 识别干 扰 。它通过躲避 干扰的方法 来抗干扰 ， 只有 当信号 与跳频信 号频率相 同时 ， 能形成干 扰。 才
网络可靠性保障的关键技术与工具介绍
网络可靠性保障的关键技术与工具介绍在当今信息时代，网络的可靠性对于个人、企业乃至整个社会的正常运转至关重要。
然而，网络环境的复杂性和多变性给网络可靠性带来了巨大的挑战。
为了保障网络的可靠性，不仅需要依靠技术手段，还需要相应的工具来进行辅助。
本文将围绕网络可靠性保障的关键技术和相关工具进行介绍。
一、自适应路由技术自适应路由技术是网络可靠性保障的重要一环。
传统网络在遇到故障时，往往需要手动调整路由，这不仅耗时费力，还会造成网络服务的不连续。
自适应路由技术能够根据实时的网络负载情况和故障信息，自动调整网络的路由路径，实现网络的快速故障转移。
例如，OSPF（Open Shortest Path First）协议就是一种常用的自适应路由技术，它通过计算最短路径和动态适应带宽来保证网络的可靠性。
二、冗余网络架构冗余网络架构也是保障网络可靠性的核心技术之一。
通过在关键节点和链路上增加冗余设备，当主设备或链路发生故障时，备份设备或备份链路能够迅速接管，确保网络的连续性。
常见的冗余网络架构有冗余路由器、冗余链路和冗余交换机等，它们能够在网络发生部分故障时，实现快速切换，从而降低了故障对网络的影响。
三、网络监控与故障诊断工具网络监控与故障诊断工具是网络可靠性保障的重要辅助手段。
它们能够实时监测网络设备和链路的状态，及时发现故障，并通过诊断工具分析故障原因。
其中，Ping命令是最常用的网络监控工具之一，它能够测试网络设备之间的连通性。
Traceroute命令则可以帮助我们确定数据包在网络中的路径，从而找出网络故障的具体位置。
除此之外，还有一些专业的网络监控软件，如SolarWinds Network Performance Monitor和Wireshark等，它们能够提供更加全面和深入的网络监控和故障诊断功能。
四、高可靠性网络设备高可靠性网络设备是保障网络可靠性的重要保障。
它们具备更高的硬件冗余性和自动恢复机制，能够在发生故障时自动切换到备用设备，从而实现网络的连续性。
物联网通信技术第7章 自组织网络
单频分级结构
多频分级结构
7.2.3 自组织网络协议栈
1.物理层
物理信道成型 物理层同步 高吞吐量技术的采用与改造 安全性的提高
2.数据链路层
主要实现网络节点的寻址、流量控制、差错控 制、业务汇聚、QoS保障机制等。
一般把链路层分成MAC子层和逻辑链路子层 MAC子层治理和协调多个用户共享可用频谱资
7.3.3 功率控制
功率控制是指通过调整信号的发射功率，在保 证一定通信质量的前提下尽量降低信号发射功 率。
由于Ad hoc网络的特殊性，如果对它进行功率 控制，不但可以降低网络的能量消耗，还可以 减少对邻近节点的干扰，提高信道的空间复用 度，从而提高整个网络的容量。
理想的Ad hoc网络功率控制方 法需满足要求
源，需要解决MAC层同步、网络组织与治理、 多路复用与竞争解决、路由维护与邻居发现、 安全性等问题 逻辑链路层(LLC)实现流量控制、差错控制和业 务汇聚。
3.网络层
多跳路由协议
单播路由 组（广）播路由
邻居节点维护
4.传输层
传输层负责排序接收的数据并将其送交相应的 应用程序，检测分组的错误和重传分组
3种QoS模型
集成服务模型：可采用资源预留协议为每个流 预留端到端的网络资源
区分服务模型：将网络分为边缘和核心两部分， 前者主要负责业务的分类、标记等，后者主要 利用IP数据包头中的服务类型字段（ToS）， 把服务模型对资源预留协议的使用限制在用户 网络侧
集成区分服务模型：对集成服务和区分服务的 综合，融合了两者的特点，它既可以控制每流 服务的细粒度，又可以根据不同的业务类型提 供相应的服务，是一种更优化的服务模型
7.3 自组织网络的关键技术
对流层散射 快衰落 慢衰落
对流层散射快衰落慢衰落在对无线通信系统中，信号传输过程中会受到各种衰落的影响，导致信号质量下降。
其中，对流层散射是一种重要的衰落机制。
在本文中，我们将重点讨论对流层散射、快衰落和慢衰落这三者之间的关系及应对方法。
一、对流层散射简介对流层散射是指无线电信号在穿越对流层时，由于大气层的不均匀性，导致信号产生散射现象。
这种散射机制使得信号强度波动，从而影响通信质量。
对流层散射具有以下特点：1.频率越高，散射效应越强；2.距离越远，散射衰减越大；3.季节和天气条件对对流层散射有显著影响。
二、快衰落与慢衰落的概念及区别1.快衰落快衰落是指信号在短时间内（如几毫秒）发生的强度波动。
快衰落主要由多径效应、大气闪烁和机动性引起。
快衰落的特点是：- 幅度波动较大；- 衰落速度快；- 具有随机性。
2.慢衰落慢衰落是指信号在长时间内（如几十秒至几分钟）发生的强度波动。
慢衰落主要由对流层散射、电离层散射和地球散射引起。
慢衰落的特点是：- 幅度波动较小；- 衰落速度慢；- 具有周期性。
三、影响快衰落和慢衰落的因素1.频率：频率越高，快衰落和慢衰落的幅度波动越大；2.距离：距离越远，快衰落和慢衰落的衰减程度越大；3.大气条件：大气条件（如温度、湿度、气压等）对快衰落和慢衰落产生显著影响；4.地形地貌：地形地貌对信号传播路径产生影响，进而影响快衰落和慢衰落的特性。
四、应对快衰落和慢衰落的方法1.快衰落应对方法：- 采用分集技术：如空间分集、频率分集等，提高信号的抗衰落能力；- 编码技术：如卷积编码、Turbo编码等，实现信号的纠错和解码；- 调制技术：如自适应调制，根据信道条件动态调整信号参数。
2.慢衰落应对方法：- 信号预测：根据历史数据预测慢衰落趋势，提前进行信号调整；- 慢衰落补偿：在接收端对信号进行衰落补偿，如利用均衡技术、信道预测技术等；- 链路自适应技术：根据链路条件动态调整信号传输参数，提高通信质量。
五、实例分析以陆地移动通信系统为例，当频率较高时（如1.8GHz），对流层散射导致的慢衰落较为严重。
史上最强悍的LTE知识集锦,看完你也成大神
●OFDM系统优点： ◇通过把高速率数据流进行串并转换， 使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加， 从而有 效地减少由于无线信道时间弥散所带来地ISI，进而减少了接收机内均衡器地复杂度，有时甚至 可以不采用均衡器，而仅仅通过插入循环前缀地方法消除ISI的不利影响。 ◇OFDM技术可用有效的抑制无线多径信道的频率选择性衰落。 因为OFDM的子载波间隔比较小， 一般的都会小于多径信道的相关带宽，这样在一个子载波内，衰落是平坦的。进一步，通过合理 的子载波分配方案， 可以将衰落特性不同的子载波分配给同一个用户， 这样可以获取频率分集增
益，从而有效的克服了频率选择性衰落。 ◇传统的频分多路传输方法是将频带分为若干个不相交的子频带来并行传输数据流， 各个子信道 之间要保留足够的保护频带。 而OFDM系统由于各个子载波之间存在正交性， 允许子信道的频谱 相互重叠，因此于常规的频分复用系统相比，OFDM系统可以最大限度的利用频谱资源。 ◇各个子信道的正交调制和解调可以分别通过采用IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)和 DFT实现， 在子载波数很大的系统中， 可以通过采用IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)和FFT 实现，随着大规模集成电路技术和DSP技术的发展，IFFT和FFT都是非常容易实现的。 ◇无线数据业务一般存在非对称性，即下行链路中的数据传输量大于上行链路中的数据传输量， 这就要求物理层支持非对称的高速率数据传输， OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道来实 现上行和下行链路中不同的传输速率。 ●OFDM系统缺点： ◇易受频率偏差的影响。 由于子信道的频谱相互覆盖， 这就对他们之间的正交性提出了严格的要 求， 无线信道的时变性在传输过程中造成了无线信号频谱偏移， 或发射机与接收机本地振荡器之 间存在频率偏差，都会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，导致子信道间干扰（ ICI， Inter-Channel Interference），这种对频率偏差的敏感性是OFDM系统的主要缺点之一。 ◇存在较高的峰值平均功率比。 多载波系统的输出是多个子信道信号的叠加， 因此如果多个信号 的相位一致时， 所得到的叠加信号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率， 导致较大的峰值平 均功率比（PAPR，Peak-to-Average power Ratio），这就对发射机内放大器的线性度提出了很 高的要求，因此可能带来信号畸变，使信号的频谱发生变化，从而导致各个子信道间的正交性遭 到破坏，产生干扰，使系统的性能恶化。
LTE理论——精选推荐
LTE理论1. LTE（Long Term Evolution，3GPP组织推⾏）下⾏链路的峰值传输数据速率达到100Mb/s，峰值频谱效率5bit/Hz（带宽20MHz）；上⾏链路达到50Mb/s，峰值频谱效率2.5bit/Hz（带宽20MHz）。
2. LTE的频谱效率达到3GPP R6版本的2~4倍。
3. LTE采⽤扁平化结构（3层，EPC、eNodeB与UE，取消RNC或BSC），减⼩传输时延。
⽤户⾯延迟⼩于5ms，控制⾯延迟⼩于100ms。
4. 控制⾯：从空闲（驻留）态跃迁到激活态时延⼩于100ms（不包括寻呼时间）；休眠—激活时延⼩于50ms。
5. ⽀持灵活的系统带宽配置，⽀持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz带宽，⽀持成对和⾮成对频谱；6. 全IP⽹络架构。
取消CS（电路）域，CS域业务在PS（分组）域实现，如VOIP；7. 系统不仅能为低速移动终端提供最优服务，并且也应⽀持⾼速移动终端，能为速度>350km/h的⽤户提供100kbps的接⼊服务；8. 控制⾯处理能⼒：单⼩区5M带宽内不少于200⽤户9. 业务⾯、控制⾯分离10. 频段11. 系统结构12. 名词含义E-UTRAN：LTE接⼊⽹= UE+eNBEPC：Evolved Packet Core 4G核⼼⽹，3GPP的演进分组核⼼⽹，由MME+SGW+PGW组成EPS：Evolved Packet System ，3GPP的演进分组系统，由E-UTRAN+EPC组成SAE：系统架构演进项⽬13. eNB 功能E-UTRAN提供空中接⼝功能、以及⼩区间的RRM功能、RB控制、连接的移动性控制、⽆线资源的调度、对eNB的测量配置、对空⼝接⼊的接纳控制等。
●⽆线资源管理—⽆线承载控制、⽆线许可控制，上⾏和下⾏资源动态分配/调度●头压缩及⽤户⾯加密●UE附着时的MME选择●根据⽤户QoS签约信息，进⾏上⾏和下⾏的承载级别的速率调整，对承载级别的准⼊控制。
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学习目标
掌握链路自适应技术概述及关键技术 了解链路自适应技术的应用与发展
大家知道，无线通信信道是时变信道，根据香农 信道容量公式，在一定频谱上信道容量取决于信道的 特性，因此无线信道的容量也是时变的。传统的系统 设计采用固定的传输模式，（如固定的调制方式、固 定的编码方式编码速率等），为了保证在恶劣信道条 件或平均信道条件下的通信不中断，必须牺牲频谱利 用率来换取通信的可靠性。
而链路自适应技术与此思路不同，它动态地跟踪 信道变化，根据信道情况确定当前信道的容量，进而 改变传输信息的符号速率、发送功率、编码速率和编 码方式等参数，因此可以最大限度发送信息，实现更 低的误码率等。
3.5 链路自适应技术
3.5.1 链路自适应技术概述及关键技术 3.5.2 链路自适应技术的应用与发展
Turbo 码:它巧妙地将两个简单分量码通过伪随机交织 器并行级联来构造具有伪随机特性的长码，其最大的 特点在于它通过在编译码器中，交织器和解交织器的 使用，有效地实现随机性编译码的思想，通过短码的 有效结合实现长码，达到了接近Shannon理论极限的 性能。
Viterbi算法：给出一个观测序列o1,o2,o3 …，我们 希望找到观测序列背后的隐藏状态序列s1, s2, s3, …； Viterbi正是这样一种由动态规划的方法来寻找出现 概率最大的隐藏状态序列（被称为Viterbi路径）的 算法。 通过观察序列来猜测背后最有可能的隐藏序列。比如： 在语音理解中,听觉信号被认为是观测事件的序列,文 字串被认为是“潜在的原因”。Viterbi算法能够找 到对应听觉信号的最可能文字序列
链路自适应主要涉及以下关键技术：
关键技术
Water-Filling算法 自适应调制技术 Hughes-Hartogs算法
Chow算法 自适应信道编码 自适应差错控制技术 反馈信令设计
（1）自适应调制技术 自适应调制根据信道的时间、频率和空间选择特 性，将时、频、空域划分成多个子信道，根据
各子信道的条件好坏，为它们分配不同数目的比特 ，进而映射为不同的调制方式，如图3-27所示。
这里x为过程中的某个状态。上面这个恒等式可 以被看作是马尔可夫性质。
Markov随机过程具有如下的性质：在任意时刻， 从当前状态转移到下一个状态的概率与当前状态之 前的那些状态没有关系。所以，我们可以用一个状 态转移概率矩阵来描述它。假设我们有n个离散状 态S1, S2,…Sn，我们可以构造一个矩阵A，矩阵中 的元素aij表示从当前状态Si下一时刻迁移到Sj状态 的概率。
链路自适应技术的关键点在于定义一个信道 质量指示，或者称为信道状态信息（CSI），然后 基于CSI在信号传输域（时域、频域和空域）上的 变化，动态调整信号传输参数。
在物理层，可以使用测得的信噪比（SNR）或 信号干扰噪声比（SINR）作为CSI。在链路层， 可以使用从循环冗余校验（CRC）得到的误包率 （PER）来指示信道质量。
③Chow算法
该算法是为了减少自适应比特和功率分配算法中 的迭代次数和每次迭代中复杂的排序操作而被提 出来的。其优化准则与Hughes-Hartogs算法相 同算法首先经过迭代计算得到参数Г，然后直接通 过闭式解为各子信道分配比特速率。
（2）自适应差错控制技术
差错控制技术一般分为前向纠错（信道编码）和 自动请求重发（ARQ）两类。信道编码可以保证 系统具有稳定的传输效率，但编译码器的实现复 杂度较高；ARQ的硬件实现简单，但当信道条件 恶化时，数据包重传次数增多，导致传输效率下 降。
3.5.1 链路自适应技术概述及关键技术
链路自适应技术虽然是对物理层的传输参数进行调整， 但它不仅仅需要物理层，也需要其他各层之间紧密配 合。
链路自适应技术需要物理层提供调制、编码和发射功 率等参数信息；需要链路层提供一条可靠的信令链路， 以便在发射参数改变时通知接收机和发射机，以协调 它们之间的工作；
数据 产生
检测 编码
纠错 编码
自适应 各子信 道的比 特、功 率分配 和调制 方式
调制转换信令
扩频
衰落信 道和高 斯白噪
声
解扩
各子信 道测量
调制 转换
自适应 解调和 各子信 道的比 特流的 重组
判决
纠错 编码
传输模式信令
检测 编码
信宿
图3-27 自适应调制技术
为了使各信道上分配的比特数目尽可能地与信道 条件相匹配，并且具有尽量低的复杂度，人们提 出了各种算法。
马尔可夫链是具有马尔科夫性质的随机变量 X_1,X_2,X_3...的一个数列。这些变量的范围，即它 们所有可能取值的集合，被称为“状态空间”，而 X_n的值则是在时间n的状态。如果X_{n+1}对于过 去状态的条件概率分布仅是X_n的一个函数，则
P(X_{n+1}=x|X_1=x_1, X_2=x_2, ..., X_n=x_n) = P(X_{n+1}=x|X_n=x_n).
①Water-Filling算法
此算法是最优链路自适应算法，它的基本思想是 给信道条件好的子信道多分配发射功率和数据比 特，对信道条件差的子信道少分配或不分配发射 功率和比特。
②Hughes-Hartogs算法 该算法的优化准则是在约束总发射功率和维持目
标误码率前提下使频谱效率最高。它是一种基于迭 代的连续比特和功率分配算法。每一次迭代只分配 一个比特，该比特分配给只需要增加最少发射功率 就能维持目标误码率的子信道。
此外，由于无线通信中一个用户发射参数的改变有可 能对其他用户造成影响（形成干扰或占有资源），因 此链路自适应还需要网络层提供其它用户的信息等等。 如图3-26所示：
无线系统 L3 网络层 L2 链ห้องสมุดไป่ตู้层
L1 物理层
链路自适应 其它激活用户
的信息
信令环
调制、编码、 发射功率等
图3-26 链路自适应技术结构
①自适应信道编码
自适应信道编码将信道的变化情况离散为有限状 态（如有限状态Markov信道模型），对每一种 信道状态采用不同的信道编码方式，因此可以较 好地兼顾传输可靠性和频谱效率。自适应信道编 码一般采用RCPT（速率匹配凿孔Turbo码）和软 判决Viterbi译码，这样不必对编码器和译码器的 结构进行修改，减小了实现的复杂度。